Question

【題目】探究杠桿的平衡條件。

（1）如圖甲所示，杠桿兩端的螺母的作用是______。

（2）小亮用圖甲所示裝置，進行實驗并收集了下表中的數據，分析數據可知杠桿的平衡條件是：________.

實驗次數	動力/N	動力臂/m	阻力/N	阻力臂/m
1	0.5	0.2	1.0	0.1
2	1.0	0.15	1.5	0.1
3	3.0	0.1	2.0	0.15

（3）小亮又用圖乙所示裝置進行實驗，請在圖中畫出拉力F的力臂；

（_________）

彈簧測力計的讀數應是______N。（一個鉤碼重0.5N）

（4）如圖丙所示，小慧實驗時在一平衡杠桿的兩端放上不同數量的相同硬幣，杠桿仍在水平位置平衡。她用刻度尺測出L1和L2，則2L1____3L2（選填“>”、“<”或“=”）。

（5）探究了杠桿的平衡條件后，小紅對天平上游碼的質量進行了計算，她用刻度尺測出L1和L2（如圖丁所示），則游碼的質量為_____g。

Answer 1

【答案】調節杠桿在水平位置平衡 動力×動力臂=阻力×阻力臂 2 >

【解析】

（1）[1]杠桿兩端的螺母的作用是調節杠桿在水平位置平衡；

（2）[2]由表格中數據，

0.5N×0.2m=1N×0.1m；

1N×0.15m=1.5N×0.1m；

3N×0.1m=2N×0.15m；

可知杠桿的平衡條件為：

，

即：動力×動力臂=阻力×阻力臂；

（3）[3]過支點O向力的作用線作垂線，垂足與支點的距離，就是力臂，如下圖：

[4]當彈簧測力計在斜向上拉(與水平方向成30°角)，阻力臂是4格，OC為6格，動力臂是阻OC的一半，根據杠桿的平衡條件求出彈簧測力計的讀數，當彈簧測力計在C點斜向上拉(與水平方向成30°角)杠桿，此時動力臂等于0.5×6格=3格；

根據杠桿的平衡條件：

，得：

3×0.5N×4格=F2×3格

F2=2N；

（4）[5]根據杠桿的平衡條件：

設每個硬幣的重量為G，則由圖可得：

整理得：

2GL1>3GL2，

即

2L1>3L2．

（5）[6]以天平的刀口為杠桿的支點，天平的左盤和右盤的質量分別為m左和m右，游碼的質量為m，

當游碼位于零刻度線時，由杠桿的平衡條件得

m左g×L2+mg×L1＝m右g×L2 ………… ①；

當游碼位于最大值5克時，由杠桿的平衡條件得

（m左+5）g×L2＝mg×L1+m右g×L2………………②；

由②﹣①得，

5×L2＝mL1，

解得

。