Question

小強在驗證杠桿平衡條件的實驗中：

（1）實驗前沒有掛鉤碼和彈簧測力計時，發現杠桿左端高右端低，要使其在水平位置平衡，應將杠桿左端的平衡螺母向          調節，這一調節過程的目的是為了使杠桿的       對杠桿平衡不產生影響，這時杠桿重力的力臂為           。

（2）在圖中，杠桿水平平衡后，小強調節左邊鉤碼的個數和位置，使杠桿水平平衡時，測出F₁=1.2N，F₂=1.5N；OA=30cm，OB=20cm。他將所得數據直接代入杠桿平衡條件的公式中，發現F₁×OA和F₂×OB并不相等，從而認為杠桿的平衡條件不一定是F₁ l₁= F₂ l₂。小強的失誤是                                。

（3）在圖中，若B處的鉤碼不變，小強將彈簧測力計由A處移到C（OC=10cm）處，施加一個豎直方向的力，使杠桿在水平位置平衡，則這個力的方向應           ，大小為          N。 

（4）在右圖中，若B處的鉤碼不變，小強不用彈簧測力計，在A處掛      N的鉤碼，杠桿在水平位置仍然平衡。

 

Answer 1

【答案】

（1）左（外） 重力   0  （每空1分，共3分）

（2）把OA 當成了F₁ 的力臂（或：把F₁的力臂弄錯了）（2分）

（3）豎直向上（1分）    3 （2分） 

（4） 1（2分）

【解析】（1）杠桿重心左移應將平衡螺母向左調節，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零．

（2）圖中，拉力F1的方向與水平杠桿不垂直，只有力的方向與杠桿垂直時，力臂才能從杠桿上直接讀出來，所以小強會得出錯誤的結論．

（3）由F₂=1.5N，OB=20cm，OC=10cm

根據杠桿的平衡條件：F₁•OC=F₂•OB

∴F₁=F₂•OB /OC =1.5N×20cm /10cm =3N

由于支點不在動力和阻力中間，因此動力和阻力方向相反

∴拉力的方向豎直向上．

（4）由F₂=1.5N，OB=20cm，OA=30cm

根據杠桿的平衡條件：F•OA=F₂•OB

∴F=F₂•OB /OA =1.5N×20cm /30cm =1N