Question

8．在驗證杠桿平衡實驗中：
（1）如圖，將杠桿中點固定在支架上，然后調(diào)節(jié)平衡將使杠桿置于中點固定，目的是消除杠桿自重對杠桿平衡的影響．
（2）在如圖所示中，杠桿水平平衡后，小強調(diào)節(jié)左邊鉤碼的個數(shù)和位置，使杠桿水平平衡時，測出F₁=1.2N，F(xiàn)₂=1.5N；OA=30cm，OB=20cm．他將所得數(shù)據(jù)直接代入杠桿平衡條件的公式中，發(fā)現(xiàn)F₁×OA和F₂×OB并不相等，從而認為杠桿的平衡條件不一定是F₁L₁=F₂L₂．小強的失誤是把OA的長度當成了拉力的力臂．
（3）在圖中，若B處的鉤碼不變，小強將彈簧測力計由A處移到C（OC=10cm）處，施加一個豎直方向的力，使杠桿在水平位置平衡，則這個力的方向應豎直向上（選填“豎直向上”或“豎直向下”），其大小為3N．

Answer 1

分析 （1）把支點選擇在杠桿的中點，這樣可消除杠桿自重對杠桿平衡的影響；
（2）由圖可見，拉力F₁的方向與杠桿不垂直，因此力臂不等于OA的長度，只有拉力方向與杠桿垂直時，拉力的力臂才等于支點到動力作用點的距離．
（3）當彈簧測力計從A處移到C處，支點位于動力和阻力的右側(cè)，因此拉力的方向和鉤碼重力的方向相反，根據(jù)杠桿平衡條件就可以計算出拉力的大�。�

解答 解：（1）把支點選擇在杠桿的中點，這樣杠桿的重力作用線過支點，可消除杠桿自重對杠桿平衡的影響；
（2）圖中，拉力F₁的方向與水平杠桿不垂直，只有力的方向與杠桿垂直時，力臂才能從杠桿上直接讀出來，小強誤把杠桿的長度OA當成了拉力的力臂，所以小強會得出錯誤的結(jié)論．
（3）當彈簧測力計從A處移到C處，支點位于動力和阻力的右側(cè)，因此拉力的方向應豎直向上；
由F₂=1.5N，OB=20cm，OC=10cm
根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁•OC=F₂•OB
所以F₁=$\frac{{F}_{2}×OB}{OC}$=$\frac{1.5N×20cm}{10cm}$=3N．
故答案為：（1）消除杠桿自重對杠桿平衡的影響；
（2）把OA的長度當成了拉力的力臂；
（3）豎直向上；3．

點評 本題考查了杠桿平衡的條件，在實驗中我們應首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂；用彈簧測力計時，應注意豎直方向拉動測力計；杠桿平衡的條件就是動力×動力臂=阻力×阻力臂．