Question

11．在“研究杠桿平衡條件”的實驗中，杠桿刻度均勻，每個鉤碼的質量都相等．
（1）實驗開始時，杠桿如圖甲所示處于靜止狀態(tài)．為使杠桿在水平位置平衡，應將左端的平衡螺母向左移動（選填“左”或“右”）．
（2）調節(jié)杠桿水平平衡后，在杠桿上掛了如圖乙所示2組鉤碼．此時，杠桿在水平位置不能平衡，將沿順（選填“順”或“逆”）時針方向轉動．
（3）用彈簧測力計和鉤碼配合使用，也可以研究杠桿平衡條件．如圖丙所示，若每個鉤碼重0.5N，則可用量程為0～5N的彈簧測力計在B處（選填“A”、“B”或“C”）豎直向上拉杠桿，使其在水平位置平衡，這時測力計的示數(shù)F=1.2N．

Answer 1

分析 （1）如果杠桿左端下沉，應向右調節(jié)平衡螺母，如果杠桿右端下沉，應向左調節(jié)平衡螺母，使杠桿在平衡位置平衡；
（2）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力的方向轉動；
（3）左側鉤碼對杠桿的作用力向下，使杠桿沿逆時針轉動，則彈簧測力計施加的力使杠桿沿順時針轉動，保持杠桿平衡；杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂計算出彈簧秤的示數(shù)，判斷彈簧測力計的位置．

解答 解：
（1）圖甲中，杠桿右端下沉，為了使杠桿在水平位置平衡，應將杠桿兩端的螺母向左調；
（2）圖乙中，設一格為L，一個鉤碼重G，則有2G×4L＜3G×3L，即右邊的力和力臂的乘積大于左邊的力和力臂的乘積，杠桿不能在水平位置平衡，會沿順時針方向轉動；
（3）圖丙中，鉤碼對杠桿的作用力使杠桿沿逆時針轉動，現(xiàn)欲用彈簧測力計沿豎直向上的力拉杠桿，要保持杠桿保持平衡狀態(tài)，則彈簧測力計的作用力應使杠桿沿順時針轉動，所以要作用在杠桿的左端；
丙圖中鉤碼的重力G=mg=4×0.05kg×10N/kg=2N；
由杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得：
如果拉力在A點，則F=$\frac{G{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{2N×3L}{1L}$=6N，因為彈簧測力計的量程為0～5N，拉力超過了測力計的量程；
如果拉力在B點，則F′=$\frac{G{L}_{2}}{{L}_{1}′}$=$\frac{2N×3L}{5L}$=1.2N，拉力沒有超過彈簧測力計的路程，故彈簧測力計在B處豎直向上拉杠桿，可以使其在水平位置平衡，獲取實驗數(shù)據(jù)．
故答案為：（1）左；（2）不平衡；（3）B；1.2．

點評 本題主要考查對“探究杠桿平衡條件”的實驗內容的了解．杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂；運用此條件進行杠桿平衡的計算．