题目内容

【题目】物理兴趣小组的同学,利用如图所示的装置,来“探究杠杆的平衡条件”.
(1)在实验前应调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是;若实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向(填“左”或“右”)调节,以使杠杆在水平位置平衡.

(2)调节完毕后,当在杠杆B点挂3个质量相同的钩码,如图乙所示,那么在杠杆的D点挂个质量相同的钩码,才能使杠杆恢复在水平位置平衡.当杠杆平衡后,将B、D两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格,那么杠杆(填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡.
(3)实验中若不在D点挂钩码,而在杠杆的A点或C点使用弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡,为使弹簧测力计的示数最小,应使弹簧测力计挂在点,且拉力的方向是.

【答案】
(1)便于测量力臂(或消除杠杆自重对实验的影响),右
(2)4,不能
(3)A,竖直向上(垂直杠杆向上)
【解析】(1)实验时让横杆AB在水平位置平衡,力臂在杠杆上便于测量力臂大小,杠杆的重心通过支点,可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响;若开始实验前发现左端下沉,右端上翘,可将杠杆两端的平衡螺母向右端移动;(2)一个钩码的重力为G,设杠杆一个小格代表L,根据杠杆平衡条件F1 L1 =F2 L2 可得:3G×4L=nG×3L,解得:n=4;

当杠杆平衡后,将B、D两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格,则杠杆左端:F1 L1 =3G×3L=9GL,杠杆右端:F2 L2 =4G×2L=8GL,则F1 L1 ≠F2 L2 ,即杠杆不能在水平位置保持平衡.(3)根据杠杆平衡条件F1 L1 =F2 L2 可知:在阻力和阻力臂一定时,要使动力最小,动力臂要最大;由图可知:在杠杆的A点或C点中A点的力臂最长,则施加的力最小,拉力方向竖直向上.
故答案为:(1)便于测量力臂(或消除杠杆自重对实验的影响);右;(2)4;不能;(3)A;竖直向上(垂直杠杆向上).

探究杠杆平衡条件规律时,把杠杆调成水平平衡,便于观察力臂,利用杠杆的平衡条件可以计算力的大小,力臂的大小.

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