Question

物理興趣小組的同學，利用如圖所示的裝置，在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件．
（1）如圖 1所示，為使杠桿在水平位置平衡，應將右端的平衡螺母向

右

（選填“左”或“右”）移動，將杠桿調在水平位置平衡的目的是為了方便測量

力臂

．
（2）實驗中測得的數據如表所示，

測量 序號	動力 F1/N	動力臂 l1/cm	阻力 F2/N	阻力臂 l2/cm
①	1	20	2	10
②	2	15	1.5	20
③	3	5		15

（表格中漏填的數據為

1

N．
（3）有的同學按現有方案得出如下結論：“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”．這個結論與杠桿平衡條件不符，原因是實驗過程中

B

（填字母）．
A．沒有改變力的大小                    B．沒有改變力的方向
C．沒有改變力的作用點                  D．實驗次數較少，結論具有偶然性
（4）杠桿平衡后，小明在圖3所示的A位置掛上兩個鉤碼，可在B位置掛上

4

個鉤碼，使杠桿在水平位置平衡．
（5）他改用彈簧測力計在圖4所示的C位置斜向下拉，若每個鉤碼重1N．當杠桿在水平位置平衡時，測力計的示數將

大于

（選填“大于”、“等于”或“小于”）1N．
（6）用繩子拴住一根粗細不同的大樹某處，靜止后大樹水平平衡，如圖5所示．現將大樹從拴繩處沿豎直方向切成A、B兩段，根據圖5可判斷G_A

＞

G_B（選填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析：（1）探究杠桿平衡條件之前首先要調節杠桿在水平位置平衡，螺母向上翹的一端移動；
杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應首先調節杠桿在水平位置平衡，使杠桿在水平位置平衡的目的是為了便于測量力臂．
（2）根據杠桿的平衡條件和第3次實驗數據中的動力、動力臂、阻力臂，求出阻力；
（3）從支點到動力作用線的垂直距離叫動力臂；從支點到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂；
（4）設杠桿每格長L，鉤碼重G，右邊A點力與力臂的乘積為4GL，使杠桿在水平位置平衡，左側力與力臂的乘積也應為4GL；
（5）當彈簧測力計斜著拉時，其力臂小于杠桿長，根據杠桿平衡條件分析出答案；
（6）根據杠桿的平衡條件，首先判斷出兩端力臂的大小，然后判斷出兩邊重力的大小關系．

解答：解：（1）為了方便測量力臂，實驗前，應首先對杠桿進行調節，若發現一端上翹，根據杠桿平衡的條件，將杠桿左、右兩端的螺母向上翹的左端調節或一端的螺母向上翹的右端調節，直至杠桿在水平位置平衡．
（2）分析第3組數據：
F₁L₁=F₂L₂，
所以F₂=

F1L1

L2

=

3N×5cm

15cm

=1N；
（3）“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．故選項A、C、D錯誤，選項B正確．
（4）設一個鉤碼重為G，杠桿上一個小格代表L，根據杠桿平衡條件得，杠桿的右端：2G×2L=4GL，
要使杠桿在水平位置平衡，杠桿的左端力和力臂的乘積也應該是4GL，所以在左邊B處第1格處掛4個鉤碼．
（5）當彈簧測力計在圖乙所示的C位置斜向下拉時，力臂變小，即L₁＜4L，根據杠桿平衡條件得，2N×2L=F×L₁，因為L₁＜4L，所以F＞1N；
（6）由圖知，A端較粗，所以A端力臂小于B端力臂，根據杠桿的平衡條件，G_AL_A=G_BL_B，L_A＜L_B，所以G_A＞G_B．
故答案為：（1）右；力臂；（2）1；（3）B；（4）4；（5）大于；（6）＞．

點評：此題主要是探究杠桿的平衡條件，主要考查了對杠桿的調節及平衡條件的應用．
（1）杠桿在水平位置平衡，并且力豎直作用在杠桿上，力臂才在杠桿上．
（2）調節杠桿在水平位置平衡和調節天平平衡，操作是相同的，都是平衡螺母向上翹的一端移動．