Question

11．研究杠桿平衡條件的實驗：

（1）杠桿的位置如圖a 所示，此時應調節杠桿兩端的螺母使其向右（選填“左”或“右”）移動，使杠桿在水平位置平衡，實驗時，施加的動力和阻力的方向都是豎直方向，這樣做的好處是便于測量力臂．
（2）某同學通過多次實驗操作及數據分析，得出杠桿平衡的條件是：動力×動力作用點到支點的距離=阻力×阻力作用點到支點的距離，你認為他的結論不可靠（選填：“可靠”或“不可靠”），理由是當動力和阻力不垂直作用在杠桿上，力臂小于支點和作用點之間的距離．
（3）利用如圖c所示的裝置進行實驗，每個鉤碼重0.5N，杠桿平衡時彈簧測力計的讀數應
為2.25N．如果保持彈簧測力計拉力作用點的位置不變，把彈簧測力計沿虛線方向拉，為了保證杠桿在水平位置平衡，其示數將變大（選填：“變大”“不變”或“變小”）．

Answer 1

分析 （1）杠桿傾斜時，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調節；實驗前先要調節杠桿在水平位置平衡，使杠桿平衡的目是便于測量力臂的長度；
（2）杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂；力臂是指支點到力的作用線的距離；
（3）鉤碼在支點的左側，要使杠桿平衡，根據杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，將已知條件代入便可求出F₁的大小．

解答 解：
（1）杠桿左端下沉，為了使它在水平位置平衡，應將杠桿兩端的平衡螺母向右調節；
實驗前先要調節杠桿在水平位置平衡，施加的動力和阻力的方向都是豎直方向，是為了便于測量力臂的長度；
（2）他的結論不可靠；
杠桿在水平位置平衡，并且動力和阻力垂直作用在杠桿上，此時動力臂和阻力臂都在杠桿上，“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”成立；當動力和阻力不垂直作用在杠桿上，動力臂和阻力臂小于支點和作用點之間的距離，“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”不成立；
（3）設一格的長度為L，杠桿在水平位置平衡，則力F₁的方向應豎直向上，由F₁L₁=F₂L₂得，0.5N×3×6L=F₁×4L，解得，F₁=2.25N；
從c圖中可以看出，彈簧秤的作用力最長的力臂為4L，即杠桿的長度，當力的方向發生改變時，力臂將減小，因此作用力將變大．
故答案為：
（1）右；便于測量力臂；（2）不可靠；當動力和阻力不垂直作用在杠桿上，力臂小于支點和作用點之間的距離；（3）2.25；變大．

點評 本題考查調節平衡螺母的作用、杠桿實驗時動力和阻力的實驗要求及根據杠桿平衡條件計算．當杠桿處于水平位置平衡時，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變小．