Question

18．小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，

（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿左端下沉，則應將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調節，使杠桿在水平位置平衡．調節杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于測量力臂．
（2）杠桿平衡后，小明在圖1甲所示的A位置掛上兩個鉤碼，可在B位置掛上4個鉤碼，使杠桿在水平位置平衡．如果再在A、B兩處各加掛一個鉤碼，杠桿的左（選填“左”或“右”）端將會下沉．此后，小紅又經過多次實驗，得出的杠桿的平衡條件是F₁L₁=F₂L₂．
（3）他改用彈簧測力計在圖1乙所示的C位置斜向下拉，若每個鉤碼重1N．當杠桿在水平位置平衡時，測力計的示數將大于（選填“大于”、“等于”或“小于”）1N．
（4）杠桿在生活中有很多應用．現欲使如圖2所示的靜止的蹺蹺板發生轉動，小女孩可采取的做法是向遠離支點方向移動．

Answer 1

分析 （1）杠桿左端下沉，說明杠桿的重心在支點左側，調節平衡螺母應使杠桿重心右移，這一調節過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響；杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
（2）設杠桿分度值是L，一個鉤碼重是G，根據杠桿平衡條件求出鉤碼數量；杠桿是否平衡，取決于兩邊力和力臂的乘積是否相等，若F₁L₁=F₂L₂，杠桿平衡；若F₁L₁≠F₂L₂，杠桿就不平衡，會沿力和力臂成積大的F的方向轉動．杠桿平衡條件：F₁L₁=F₂L₂；
（3）已知阻力和阻力臂，又知動力臂，當彈簧測力計斜著拉時，其力臂小于杠桿長，根據杠桿平衡條件分析出答案．
（4）蹺蹺板就是杠桿的應用，它是通過改變力的大小或者力臂的長度使杠桿發生轉動的．

解答 解：
（1）杠桿的左端低，說明這一側力與力臂的乘積大，應將平衡螺母向右調節，以減小這一側的力臂．因為重力的方向是豎直向下的，杠桿只有在水平位置平衡時，支點到力的作用線的距離才正好在杠桿上，也就是正好等于相應杠桿的長，這樣測量起來會比較方便．
（2）設杠桿分度值是L，一個鉤碼重是G，所以2G×2L=nG×L，所以n=4（個）．
如果再在A、B兩處各加掛一個鉤碼，3G×2L＞5G×L，所以杠桿左端下沉．
由多次實驗可以得出杠桿平衡條件：F₁L₁=F₂L₂．
（3）當斜向下拉時，阻力和阻力臂一定，動力臂變小，由杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，動力變大，所以，測力計的示數將大于1N．
（4）要使翹翹板轉動，可采取的做法是：男孩不動，女孩向遠離支點方向移動（或者女孩不動，男孩向靠近支點方向移動；或者女孩不動，男孩蹬地，減小男孩對蹺蹺板的壓力）．
故答案為：（1）右；便于測量力臂；（2）4；左；F₁L₁=F₂L₂；（3）大于；（4）向遠離支點方向移動．

點評 本題考查了杠桿平衡的條件，杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂．探究杠桿平衡的條件就是動力×動力臂=阻力×阻力臂．