Question

16．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图（甲）所示．为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向左边旋一些（左/右）．
（2）调好后，第一组按图（乙）进行实验，第二组按图（丙）进行实验．你认为第丙组实验更好，若两组钩码相同，则F₁＞F₁′．
（3）若一个钩码50g，弹簧测力计如图丙拉杠杆，杠杆刚好水平平衡，请将此时B点所受拉力的三要素表示出来．（图做在丁图中）

Answer 1

分析 （1）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；在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向较高的一端调节；
（2）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来．根据图示判断弹簧测力计拉力力臂的大小关系，然后应用杠杆平衡条件判断拉力大小关系；
（3）设杠杆的一个小格为L，根据杠杆平衡求出B点所受拉力的大小，过B点垂直与杠杆向下作出拉力F的示意图．

解答 解：
（1）为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡，由图知，左端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡左端螺母向左调节；
（2）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，图乙所示实验，拉力与杠杆不垂直，不便于测量测力计拉力力臂，图丙所示实验，测力计拉力与杠杆垂直，可以直接从杠杆上读取测力计拉力力臂，因此图丙所示实验便于实验操作，丙组实验更好．由图示可知，图乙所示实验中，测力计拉力力臂小于图丙所示实验测力计拉力的力臂，钩码重力与钩码重力的力臂不变，由杠杆平衡条件可知，拉力力臂越小，拉力越大，即F₁＞F₁′．
（3）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，
因为，F₁l₁=F₂l₂，
所以，3×0.5N×4L=F×5L，
解得F=1.2N；B点所受力的示意图，如下图：

故答案为：（1）左；（2）丙；＞；（3）见上图．

点评 杠杆处于静止状态和匀速转动状态，杠杆都是平衡的．在探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于在杠杆上读出动力臂和阻力臂．杠杆平衡条件是杠杆平衡计算的基础内容，一定要掌握．