Question

10．在“探究杠桿平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中：

（1）小明觀察到杠桿靜止在如圖甲所示的位置，為了進(jìn)行實(shí)驗(yàn)他接下來的操作是將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡．
（2）如圖乙杠桿在水平位置平衡，如果在杠桿兩端鉤碼的下面各增加一個大小相等的鉤碼，則杠桿不平衡右端下降；使杠桿恢復(fù)原來的平衡后，如果將兩串鉤碼同時向靠近支點(diǎn)的方向移動相同的距離，則杠桿不平衡右端下降．（選填：“仍然平衡”、“不平衡左端下降”、“不平衡右端下降”）
（3）如圖丙所示，用彈簧測力計(jì)在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測力計(jì)逐漸向右傾斜時，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)將變大（選填“變大”、“變小”、“不變”），其原因是測力計(jì)拉力的力臂減小，杠桿仍在水平位置平衡，根據(jù)公式F₁L₁=F₂L₂可知，F(xiàn)₂L₂相同，拉力的力臂L₁減小，則拉力變大．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點(diǎn)右側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心左移，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響；杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
（2）原來杠桿平衡，是因?yàn)閮蛇叺牧�和力臂的乘積相等，現(xiàn)在把杠桿兩邊的鉤碼下面各增加一個大小相等的鉤碼，或者將兩串鉤碼同時向靠近支點(diǎn)的方向移動相同的距離，就要看現(xiàn)在的力和力臂的乘積是否相等，據(jù)此分析得出結(jié)論．
（3）當(dāng)彈簧測力計(jì)傾斜拉動杠桿時，拉力的力臂減小，為保持杠桿平衡，拉力要增大．

解答 解：（1）杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；
（2）由圖可知，L₁＞L₂，
若在在杠桿兩邊的鉤碼下面各增加一個大小相等的鉤碼，則增加的力臂為G×L₂、G×L₁，并且G×L₂＜G×L₁，所以右邊的力和力臂的乘積變大，杠桿不再平衡，右端下降．
如果將兩串鉤碼同時向靠近支點(diǎn)的方向移動相同的距離：
根據(jù)杠桿平衡條件可知，左邊=2G×（L₂-L′）=2GL₂-2GL′，右邊=G×（L₁-L′）=GL₁-GL′，因?yàn)?GL₂=GL₁，所以，左邊＜右邊，所以杠桿不再平衡，右端下降．
（3）如圖丙所示，用彈簧測力計(jì)在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測力計(jì)逐漸向右傾斜時，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)將變大；
測力計(jì)拉力的力臂減小，杠桿仍在水平位置平衡，根據(jù)公式F₁L₁=F₂L₂可知，F(xiàn)₂L₂相同，拉力的力臂L₁減小，則拉力變大，彈簧測力計(jì)示數(shù)會變大．
故答案為：（1）將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；（2）不平衡右端下降；不平衡右端下降；（3）測力計(jì)拉力的力臂減小，杠桿仍在水平位置平衡，根據(jù)公式F₁L₁=F₂L₂可知，F(xiàn)₂L₂相同，拉力的力臂L₁減小，則拉力變大．

點(diǎn)評 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
（2）杠桿是否平衡取決于力和力臂的乘積是否相等，不能只看力或只看力臂．
（3）拉力的方向傾斜時，導(dǎo)致動力臂變化，根據(jù)杠桿平衡條件，阻力、阻力臂不變時，動力臂變化，動力就會產(chǎn)生與動力臂相反的變化．