Question

20．在探究“杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：
（1）將杠桿的中點(diǎn)O掛在支架上，調(diào)節(jié)杠桿兩端螺母使杠桿在水平位置平衡，目的是便于測量力臂大小．
（2）杠桿平衡后，小英同學(xué)在圖甲所示的A位置掛上兩個(gè)鉤碼，可在B位置掛上3個(gè)鉤碼，使杠桿在水平位置平衡．
（3）取下B位置的鉤碼，改用彈簧測力計(jì)拉杠桿的C點(diǎn)，使杠桿在水平位置保持平衡．當(dāng)彈簧測力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡（如圖乙），測力計(jì)示數(shù)將先變小后變大．
（4）完成實(shí)驗(yàn)后，小英利用杠桿的平衡條件來測量杠桿的質(zhì)量
①將杠桿的B位置掛在支架上，在B的右側(cè)掛質(zhì)量為m的鉤碼，前后移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置平衡（如圖丙）．
②用刻度尺測出此時(shí)鉤碼懸掛位置E到B的距離L₁和O到B的距離L₂．
③根據(jù)杠桿的平衡條件，可以計(jì)算出杠桿的質(zhì)量m_桿=$\frac{m{L}_{1}}{{L}_{2}}$（用題目中所給物理量表示）

Answer 1

分析 （1）探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂，同時(shí)杠桿的重心通過支點(diǎn)，消除杠桿自重對杠桿平衡的影響．
（2）設(shè)杠桿的一個(gè)小格為L，一個(gè)鉤碼重為G，根據(jù)杠桿平衡求出鉤碼的個(gè)數(shù)．
（3）阻力和阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力變大；動(dòng)力臂變大，動(dòng)力變�。�
（4）根據(jù)杠桿的平衡條件，可以計(jì)算出杠桿的質(zhì)量m_桿．

解答 解；（1）調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，方便測出力臂大�。�
（2）設(shè)杠桿的一個(gè)小格為L，一個(gè)鉤碼重為G，
因?yàn)�，F(xiàn)₁l₁=F₂l₂，
所以，2G×3L=nG×2L，
所以，n=3，所以在A處掛3個(gè)鉤碼．
（3）由圖可知，OC為最長力臂，當(dāng)彈簧測力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過程中，動(dòng)力臂先變長后變短，而杠桿在水平位置始終保持平衡，根據(jù)杠桿平衡條件可知，測力計(jì)示數(shù)將先變小后變大．
（4）已知鉤碼的質(zhì)量m，用刻度尺測出此時(shí)鉤碼懸掛位置E到B的距離，即L₁，欲求杠桿的質(zhì)量m_桿，則應(yīng)量出O到B的距離，即L₂，然后根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得，mL₁=m_桿L₂，則m_桿=$\frac{m{L}_{1}}{{L}_{2}}$．
故答案為：（1）便于測量力臂大��；（2）3；（3）先變小后變大；（4）O到B；$\frac{m{L}_{1}}{{L}_{2}}$．

點(diǎn)評 杠桿在水平位置平衡時(shí)，彈簧測力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿還在水平位置平衡，阻力和阻力臂不變，動(dòng)力臂變小，動(dòng)力變大這是常見的一種題型．