Question

18．物理興趣小組的同學，利用如圖所示的裝置，來“探究杠桿的平衡條件”．
（1）在實驗前應調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于測量力臂；若實驗前杠桿如圖甲所示，可將杠桿兩端的平衡螺母向右 （填“左”或“右”）調節，使杠桿在水平位置平衡．
（2）調節完畢后，當在杠桿B點掛3個質量相同的鉤碼，如圖乙所示，那么在杠桿的D點掛4  個質量相同的鉤碼，才能使杠桿恢復在水平位置平衡．使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于測量力臂．當杠桿平衡后，將B、D兩點下方所掛的鉤碼同時向支點O靠近1個格，那么杠桿不能（填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡．
（3）實驗中若不在D點掛鉤碼，而在杠桿的A點或C點使用彈簧測力計使杠桿在水平位置平衡，為使彈簧測力計的示數最小，應使彈簧測力計掛在A點，且拉力的方向是豎直向上（垂直杠桿向上）； 杠桿在水平位置平衡時，彈簧測力計的拉力對杠桿不做  （填“不做”或“做”）功．

Answer 1

分析 （1）探究杠桿平衡條件時，杠桿在水平位置平衡，消除杠桿重對杠桿平衡的影響；
調節杠桿平衡時，平衡螺母向上翹的一端移動；
（2）設一個鉤碼重為G，杠桿一個小格是L，根據杠桿平衡條件判斷在D點掛鉤碼的數量；
杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上便于測量力臂大��；
根據杠桿平衡條件判斷是否平衡．
（3）阻力和阻力臂一定時，要使動力最小，動力臂要最大，在D點施加一個豎直向上的力，根據杠桿平衡條件求出拉力大小；
力學中做功的兩個必要條件：一是物體要受力的作用；二是物體要在力的方向上通過一定的距離，據此進行分析．

解答 解：
（1）實驗時使杠桿在水平位置平衡，是使杠桿的重心落在支點上，消除杠桿重力對實驗的影響；
若開始實驗前發現左端下沉，右端上翹，可將杠桿兩端的平衡螺母向右端移動；
（2）一個鉤碼的重力為G，設杠桿一個小格代表L，
根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得：
3G×4L=nG×3L，
解得：n=4；
使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，這樣做的好處是便于測量力臂；
當杠桿平衡后，將B、D兩點下方所掛的鉤碼同時向支點O靠近1個格，
則杠桿左端：F₁L₁=3G×3L=9GL，
杠桿右端：F₂L₂=4G×2L=8GL，
則F₁L₁≠F₂L₂，即杠桿不能在水平位置保持平衡；
（3）根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知：在阻力和阻力臂一定時，要使動力最小，動力臂要最大；
由圖可知：在杠桿的A點或C點中A點的力臂最長，則施加的力最小，拉力方向豎直向上；
杠桿在水平位置平衡時，彈簧測力計沒有移動距離，所以彈簧測力計的拉力對杠桿不做功．
故答案為：（1）便于測量力臂；右；（2）4；便于測量力臂；不能；（3）A；豎直向上（垂直杠桿向上）；不做．

點評 本題考查了杠桿平衡條件的實驗及其應用，關鍵是分析出杠桿所受的力及對應的力臂，將已知條件代入便可；力豎直作用在杠桿上，力臂最長，力最小．