题目内容

【题目】小明同学探究杠杆平衡条件的实验时,以杠杆中点为支点。

1)如图甲所示,挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆___(选填达到没有达到)平衡状态,小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向______调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是便于直接测量__________

2)如图乙所示,在杠杆左边A处挂4个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码_____个。

3)如图丙所示,分别用拉力F1F2使杠杆在水平位置平衡,则F1______F2,其原因是F1的力臂______F2的力臂(填大于”“小于等于)。

4)接着再用拉力F3使杠杆在图丁所示位置平衡时,则F1__________F3(填大于”“小于等于)。

5)撤去F3,若要求杠杆仍在图丁所示位置平衡,请在B点处画出最小的动力F及其力臂l

________

【答案】达到 力臂 3 小于 大于 等于

【解析】

第一空.杠杆平衡时状态有静止状态和匀速转动状态,因此杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆达到平衡状态;

第二空.实验前,杠杆右端下降,左端上翘,应将杠杆重心向左移,即应将杠杆右端的平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡;

第三空.当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂等于支点到力的作用线的距离,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来;

第四空.设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表l

图中,杠杆的左端:4G×3l=12Gl

B处的力臂为4l,杠杆的右端:F2×4l=12Gl,解得F2=3G,即在B处挂3个同样的钩码;

第五空.如图丙所示,分别用拉力F1F2使杠杆在水平位置平衡,则F1F2,理由如下:

第六空F1的力臂大于F2的力臂,根据杠杆平衡条件得,F1<F2

第七空.根据几何知识可知,用拉力F3使杠杆在图丁所示位置平衡与在水平位置平衡相比,钩码拉力的力臂和F3的力臂的比值不变,所以F1等于F3

第八空.撤去F3,杠杆仍在图丁所示位置平衡,当动力臂最大时,动力F最小,最大动力臂为OB,因此在B点处最小的动力FOB垂直,方向向下,其力臂lOB,如图所示:

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