Question

某同學用如圖甲所示的裝置，探究杠桿平衡條件．

（1）為了方便測量力臂，應將杠桿調至______位置平衡．調節時若杠桿左端下沉，應將右端的平衡螺母向______端調節．
（2）探究過程中，在杠桿左端某一固定位置掛一個重力G=2.5N的物體，在杠桿右端不同位置處施加不同的豎直向下的力F，保證杠桿處于平衡狀態．根據多次測量的力和力臂F、L數據，畫出F和的圖線如圖乙（注意看清楚圖乙兩個坐標的含義），由圖乙可得出杠桿平衡條件是F與L成______比．根據杠桿平衡條件，可求出重力G的力臂是______m．

Answer 1

【答案】分析：（1）①探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂，同時杠桿的重心通過支點，消除杠桿自重對杠桿平衡的影響．
②調節杠桿在水平位置平衡時，平衡螺母向上翹的一端移動．
（2）由F和的圖線知，F和成正比，可以推斷F-L成反比．
當物體重G和其力臂不變時，畫出F和的圖線如圖乙，當F=2N，=4m^-1時，杠桿處于平衡狀態，根據=4m^-1求出F的力臂L，根據杠桿平衡條件求出重力G的力臂．
解答：解：（1）①杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂，同時杠桿的重心通過支點，消除杠桿自重對杠桿平衡的影響．所以杠桿在水平位置平衡，可以使實驗簡單化．
②杠桿左端下沉，右端上翹，應將右端的平衡螺母向上翹的右端移動．
（2）①如乙圖，F和成正比，為定值，所以FL為定值，可以推斷F-L成反比．
②因為=4m^-1，所以L=0.25m，
根據杠桿平衡條件得：GL'=FL，
所以，2.5N×L'=2N×0.25m，
所以，L'=0.2m．
故答案為：（1）水平；右；（2）反； 0.2．
點評：（1）本題真正考查了正比和反比的含義，當兩個物理量的比值一定時，兩個物理量成正比；當兩個物理量的乘積一定時，兩個物理量成反比．
（2）題目中沒有直接給出動力臂和動力，而是從圖象上搜索，這是一道比較新穎的題目，值得仔細研究．