Question

【題目】利用如圖所示的裝置來探究“杠桿的平衡條件”。

(1)實驗前，杠桿如圖甲所示，可將杠桿兩端的平衡螺母向__________（填“左”或“右”）調節，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是_____________。

(2)杠桿平衡后，如圖乙所示，在杠桿B點掛3個相同的鉤碼，可在杠桿的D點掛________個相同的鉤碼，就可杠桿重新在水平位置平衡。

(3)有的同學認為，杠桿平衡條件是：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，你認為他的看法是__________的，驗證你的觀點的簡單做法是_____________。

(4)保持B點鉤碼數量和力臂不變，杠桿在水平位置平衡時，測出多組動力臂l1和動力F1的數據，繪制了l1-F1的關系圖像，如圖丙所示。請根據圖像推算，當l1為0.6m時，F1為__________N。

(5)如圖丁所示，若不在D點掛鉤碼，改用彈簧測力計在D點向下拉杠桿，使杠桿仍在水平位置平衡，當測力計從a位置轉動到b位置時，其示數大小將________（填“變大”“變小”或“不變”），原因是：___________。

Answer 1

【答案】右 便于測量力臂 4 錯誤 見解析 0.5 變大 力臂變短

【解析】

(1)[1]圖甲中杠桿不在水平位置，左端向下傾斜，右端上翹，故應向右調節平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。

[2]實驗時杠桿仍保持水平位置平衡，此時支點到力的作用點的距離就是力臂，便于測量力臂大小。

(2)[3]設1個鉤碼重為G，一格長為l，根據杠桿平衡條件可知

3G×4l=FD×3l

FD=4G

需在D點掛4個鉤碼。

(3)[4][5]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，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實驗過程中沒有改變動力或阻力的方向，他的看法是錯誤的，為了驗證觀點，需要將一側的鉤碼拿掉，改用彈簧測力計來拉，保持拉力作用點到支點的距離不變，改變拉力的方向，仍使杠桿在水平位置平衡時，比較拉力的大小。

(4)[6]由于此題中的阻力和阻力臂不變，根據F1l1=F2l2可知，利用圖象中任意一組數據都能得出

F1l1=F2l2=3N×0.1m=0.3Nm

當l1為0.6m時

F1== 0.5N

(5)[7][8]不在D點掛鉤碼，改用彈簧測力計在D點向下拉杠桿，使杠桿仍在水平位置平衡，當測力計從a位置轉動到b位置時，此時F的力臂變短，根據杠桿的平衡條件，力變大。