题目内容

小强在验证杠杆平衡条件的实验中
(1)实验前没有挂钩码和弹簧测力计时,发现杠杆左端高右端低,要使其在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向______调节,这一调节过程的目的是为了使杠杆的______对杠杆平衡不产生影响,这时杠杆重力的力臂为______.
(2)在图中,杠杆水平平衡后,小强调节左边钩码的个数和位置,使杠杆水平平衡时,测出F1=1.2N,F2=1.5N;OA=30cm,OB=20cm.他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中,发现F1×OA和F2×OB并不相等,从而认为杠杆的平衡条件不一定是F1l1=F2l2.小强的失误是______.
(3)在图中,若B处的钩码不变,小强将弹簧测力计由A处移到C(OC=10cm)处,施加一个竖直方向的力,使杠杆在水平位置平衡,则这个力的方向应______,大小为______N.
(4)在图中,若B处的钩码不变,小强不用弹簧测力计,在A处挂______N的钩码,杠杆在水平位置仍然平衡.

解:(1)杠杆重心左移应将平衡螺母向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零.
(2)图中,拉力F1的方向与水平杠杆不垂直,只有力的方向与杠杆垂直时,力臂才能从杠杆上直接读出来,所以小强会得出错误的结论.
(3)由F2=1.5N,OB=20cm,OC=10cm
根据杠杆的平衡条件:F1?OC=F2?OB
∴F1===3N
由于支点不在动力和阻力中间,因此动力和阻力方向相反
∴拉力的方向竖直向上.
(4)由F2=1.5N,OB=20cm,OA=30cm
根据杠杆的平衡条件:F?OA=F2?OB
∴F===1N
故答案为:
(1)左(外)、重力、0;
(2)把OA当成了F1的力臂(或把F1的力臂弄错了);
(3)竖直向上、3;
(4)1.
分析:(1)杠杆左端高右端低,说明杠杆的重心在支点右侧,调节平衡螺母应使杠杆重心左移.当杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态时,杠杆的重心在支点上,杠杆的重力力臂为0,避免了杠杆重力对杠杆平衡的影响.
(2)由图可见,拉力F1的方向与杠杆不垂直,因此力臂不等于OA的长度,只有拉力方向与杠杆垂直时,拉力的力臂才等于支点到动力作用点的距离.
(3)当弹簧测力计从A处移到C处,支点位于动力和阻力的右侧,因此拉力的方向和钩码重力的方向相反,根据杠杆平衡条件就可以计算出拉力的大小.
(4)根据杠杆的平衡条件,计算出A处所挂钩码的重力.
点评:本题考查了杠杆平衡的条件,在实验中我们应首先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以便直接读出力臂;用弹簧测力计时,应注意竖直方向拉动测力计;杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂.
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