Question

物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件．
（1）如图 1所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）移动，将杠杆调在水平位置平衡的目的是为了方便测量______．
（2）实验中测得的数据如表所示，

测量 序号	动力 F1/N	动力臂 l1/cm	阻力 F2/N	阻力臂 l2/cm
①	1	20	2	10
②	2	15	1.5	20
③	3	5		15

（表格中漏填的数据为______N．
（3）有的同学按现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”．这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中______（填字母）．
A．没有改变力的大小                    B．没有改变力的方向
C．没有改变力的作用点                  D．实验次数较少，结论具有偶然性
（4）杠杆平衡后，小明在图3所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上______个钩码，使杠杆在水平位置平衡．
（5）他改用弹簧测力计在图4所示的C位置斜向下拉，若每个钩码重1N．当杠杆在水平位置平衡时，测力计的示数将______（选填“大于”、“等于”或“小于”）1N．
（6）用绳子拴住一根粗细不同的大树某处，静止后大树水平平衡，如图5所示．现将大树从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段，根据图5可判断G_A______G_B（选填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）探究杠杆平衡条件之前首先要调节杠杆在水平位置平衡，螺母向上翘的一端移动；
杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂．
（2）根据杠杆的平衡条件和第3次实验数据中的动力、动力臂、阻力臂，求出阻力；
（3）从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂；
（4）设杠杆每格长L，钩码重G，右边A点力与力臂的乘积为4GL，使杠杆在水平位置平衡，左侧力与力臂的乘积也应为4GL；
（5）当弹簧测力计斜着拉时，其力臂小于杠杆长，根据杠杆平衡条件分析出答案；
（6）根据杠杆的平衡条件，首先判断出两端力臂的大小，然后判断出两边重力的大小关系．
解答：解：（1）为了方便测量力臂，实验前，应首先对杠杆进行调节，若发现一端上翘，根据杠杆平衡的条件，将杠杆左、右两端的螺母向上翘的左端调节或一端的螺母向上翘的右端调节，直至杠杆在水平位置平衡．
（2）分析第3组数据：
F₁L₁=F₂L₂，
所以F₂===1N；
（3）“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向．故选项A、C、D错误，选项B正确．
（4）设一个钩码重为G，杠杆上一个小格代表L，根据杠杆平衡条件得，杠杆的右端：2G×2L=4GL，
要使杠杆在水平位置平衡，杠杆的左端力和力臂的乘积也应该是4GL，所以在左边B处第1格处挂4个钩码．
（5）当弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉时，力臂变小，即L₁＜4L，根据杠杆平衡条件得，2N×2L=F×L₁，因为L₁＜4L，所以F＞1N；
（6）由图知，A端较粗，所以A端力臂小于B端力臂，根据杠杆的平衡条件，G_AL_A=G_BL_B，L_A＜L_B，所以G_A＞G_B．
故答案为：（1）右；力臂；（2）1；（3）B；（4）4；（5）大于；（6）＞．
点评：此题主要是探究杠杆的平衡条件，主要考查了对杠杆的调节及平衡条件的应用．
（1）杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力臂才在杠杆上．
（2）调节杠杆在水平位置平衡和调节天平平衡，操作是相同的，都是平衡螺母向上翘的一端移动．