Question

【题目】在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）实验前，杠杆静止时，发现杠杆左端低、右端高，此时杠杆处于________（填“平衡”或“非平衡”）状态，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向________（填“左”或“右”）调节。

（2）调节杠杆在水平位置平衡后，进行如图所示的实验，用量程为5N的弹簧测力计在A点竖直向上拉，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为2.5N；若弹簧测力计斜向上拉，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为________（填“大于”或“小于”）2.5N，此时拉力的方向与竖直方向的最大夹角为_________（填“30°”、“45°”或“60°”）。

（3）杠杆上每个平衡螺母的质量为m，杠杆的总质量（含两个平衡螺母）为50m。实验前，调节杠杆在水平平衡的过程中，若只将右端的平衡螺母移动了距离l，则调节前后杠杆（含两个平衡螺母）的重心在杆上移动的距离为________（填“”“”或“”）

Answer 1

【答案】平衡 右 大于 60°

【解析】

（1）实验前，杠杆静止，杠杆处于平衡状态。如图杠杆的右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动；

（2）如图所示：

弹簧测力计竖直向上拉动杠杆时，动力臂是OA，当斜向上拉动杠杆时，动力臂变为OB，阻力和阻力臂的乘积不变，动力臂变小，根据杠杆平衡条件，动力变大，所以弹簧测力计示数大于2.5N。阻力和阻力臂乘积不变，所以动力和动力臂乘积也不变，设杠杆每一个小格长度为l，弹簧测力计量程是5N，最大能提供5N拉力，2.5N×4l=5N×l'所以，最小的力臂为：l'=2l，在 Rt△ABO中，OB=2l=OA，所以∠ABO=30°，拉力的方向与竖直方向的最大夹角：90°-30°=60°；

（3）根据左侧力和力臂乘积变化量等于右侧力和力臂乘积变化量。mg×l=50mg×Δl，重心在杆上移动的距离为：Δl=。