Question

在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，采用如图所示的装置．
（1）实验时，应先调节平衡螺母，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，每个钩码都相同，在C点挂2个钩码时，在D点应挂______个钩码，杠杆才能恢复平衡．
（3）若钩码所挂位置不动，将左边的钩码拿掉一个，要使杠杆仍保持平衡状态，应将右边的钩码拿掉______个．
（4）由此，总结出杠杆的平衡条件为：______．

Answer 1

解：（1）为了方便的读出力臂，实验时应调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）设杠杆每格的长度为L，每个钩码重为G，左侧C点力矩为2G×4L=8GL；右侧D点力臂为2L，要使杠杆平衡，所以，需在D点挂4个钩码，即4G×2L=8GL；
（3）钩码所挂位置不动，将左边的钩码拿掉一个，左边力矩变为1G×4L=4GL；右侧D点力臂为2L，要使杠杆仍保持平衡状态，应将右边的钩码拿掉2个钩码，即2G×2L=4GL；
（4）由（2）、（3）可得出，杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂．
故答案：（1）水平；（2）4；（3）2；（4）动力×动力臂=阻力×阻力臂．
分析：（1）实验时，先调节杠杆在水平位置平衡，以便直接读出力臂；
（2）设杠杆每格的长度为L，每个钩码重为G，左侧C点力矩（力与力臂的乘积）为8GL；要使杠杆平衡，右侧D点力矩也应为8GL；
（3）左边钩码拿掉一个，力矩变为4GL；要使杠杆保存平衡，则右侧力矩也应为4GL；
（4）由（2）、（3）可得出杠杆平衡的条件；
点评：本题考查了杠杆平衡的条件，重力的方向是竖直向下的，而力臂又是支点到力的作用线的垂直距离，因此，实验前应先调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样可以从杠杆上直接读出力臂．杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂．