Question

在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）实验前，杠杆静止在图（a）所示位置，杠杆处于________（选填“平衡”或“不平衡”）状态，此时应先向________调节平衡螺母，使杠杆在________位置平衡．
（2）若不计杠杆质量和摩擦且杠杆刻度均匀，每个钩码均重1牛，如图（b）在A点挂两个钩码时，为了使杠杆恢复平衡，可以在C点挂________个钩码，或者在B点作用一个大小为________牛，方向竖直向________（选填“上”或“下”）的力．
（3）探究过程中，在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G=2.5N的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态．根据多次测量的力和力臂F、L数据，画出F和的图线如图乙（注意看清楚图乙两个坐标的含义），由图乙可得出杠杆平衡条件是F与L成________比．根据杠杆平衡条件，可求出重力G的力臂是________m．

Answer 1

解：（1）因为杠杆静止，所以杠杆处于平衡状态．据图，杠杆左端下沉，为了便于测量力臂，应将平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡．
（2）设每个格的长度为L，每个钩码重为G，
根据杠杆的平衡条件：2G?4L=nG?2L，
解得：n=4，
若作用力在B点，为使杠杆平衡，作用力方向应向上，
根据杠杆的平衡条件：2G?OA=F?OB，
代入数据得：2×1N×4L=F×2L，
解得：F=4N，
（3）由图知，拉力F与其力臂的倒数成正比，F与L成反比．当力F=2N时，其力臂的倒数为4m^-1，所以力臂为m，
根据杠杆的平衡条件，G?L_G=F?L_F，
代入数据：2.5N×L_G=2N×m，
解得L_G=0.2m．
故答案为：（1）平衡；左；水平；（2）4；4；上；（3）反；0.2．
分析：（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态都属于平衡状态．在探究杠杆平衡条件的实验中，要调节杠杆在水平位置平衡，为的是便于测量力臂．
（2）要解决此题，需要掌握杠杆的平衡条件，找到左边的力和力臂，以及右边的力臂，便可以将右边的力求出．同样可以求出B点应加的作用力的大小．
（3）从图中观察是一条直线，所以是正比例函数图象，并要注意横坐标是力臂的倒数，所以力与力臂成反比．在计算重力G的力臂时要根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，根据图表确定力F和力臂L，代入数据并可得出．
点评：此题探究杠杆的平衡条件，主要考查了杠杆的调平，同时考查了杠杆平衡条件的应用及图象的分析．