Question

6．小明在做“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验前没有挂钩码和弹簧测力计时，发现杠杆左端高右端低，则应将杠杆右端的平衡螺母向左（选填“左”或“右”）调，使其在水平位置平衡．本实验让杠杆在水平位置平衡的目的是杠杆重力的力臂为0，方便测量力臂．
（2）在图中，杠杆在水平位置平衡后，小明调节左边钩码的个数和位置，使杠杆水平平衡时，测出F₁=1.2N，F₂=1.5N；OA=30cm，OB=20cm．他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现F₁×OA和F₂×OB并不相等，从而认为杠杆的平衡条件不一定是F₁l₁=F₂l₂．小明的失误是OA当成了F₁的力臂．
（3）画出F₁的力臂．

Answer 1

分析 （1）探究杠杆平衡条件时，调节杠杆两端的平衡螺母，平衡螺母向上翘的一端移动，使杠杆在水平位置平衡．
杠杆在水平位置平衡，竖直作用在杠杆上力的力臂在杠杆上，杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响．
（2）杠杆在水平位置平衡，当力竖直作用在杠杆上时，力臂在杠杆上；当力倾斜拉动杠杆时，力臂不在杠杆上．
（3）力臂即支点到力的作用线的距离．找到支点向力的作用线作垂线即可．

解答 解：（1）杠杆左端高右端低，应将杠杆右端的平衡螺母向上翘的左端移动；杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心通过支点，杠杆重力的力臂为0，从支点到挂钩码处杠杆的长度即为力臂长度，方便的测量力臂；
（2）杠杆在水平位置平衡，钩码挂在B点，F₂的力臂是OB，弹簧测力计倾斜拉动杠杆在水平位置平衡，F₁的力臂为OD，小明认为F₁的力臂为OA是错误的．
（3）从支点O向F₁所在的直线作垂线，并用双向箭头标出垂线段L₁，即为F₁的力臂．如图所示：

故答案为：（1）左；杠杆重力的力臂为0，方便测量力臂；（2）把OA当成了F₁的力臂；（3）如图所示．

点评 本题考查了杠杆平衡的条件，在实验中我们应首先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，以便直接读出力臂；用弹簧测力计时，应注意竖直方向拉动测力计；杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂．注意：当杠杆平衡时，并且力竖直作用在杠杆上时，力臂才在杠杆上．这点容易被学生忽视．