Question

8．在验证杠杆平衡实验中：
（1）如图，将杠杆中点固定在支架上，然后调节平衡将使杠杆置于中点固定，目的是消除杠杆自重对杠杆平衡的影响．
（2）在如图所示中，杠杆水平平衡后，小强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．小强的失误是把OA的长度当成了拉力的力臂．
（3）在图中，若B处的钩码不变，小强将弹簧测力计由A处移到C（OC=10cm）处，施加一个竖直方向的力，使杠杆在水平位置平衡，则这个力的方向应竖直向上（选填“竖直向上”或“竖直向下”），其大小为3N．

Answer 1

分析 （1）把支点选择在杠杆的中点，这样可消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）由图可见，拉力F₁的方向与杠杆不垂直，因此力臂不等于OA的长度，只有拉力方向与杠杆垂直时，拉力的力臂才等于支点到动力作用点的距离．
（3）当弹簧测力计从A处移到C处，支点位于动力和阻力的右侧，因此拉力的方向和钩码重力的方向相反，根据杠杆平衡条件就可以计算出拉力的大小．

解答 解：（1）把支点选择在杠杆的中点，这样杠杆的重力作用线过支点，可消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）图中，拉力F₁的方向与水平杠杆不垂直，只有力的方向与杠杆垂直时，力臂才能从杠杆上直接读出来，小强误把杠杆的长度OA当成了拉力的力臂，所以小强会得出错误的结论．
（3）当弹簧测力计从A处移到C处，支点位于动力和阻力的右侧，因此拉力的方向应竖直向上；
由F₂=1.5N，OB=20cm，OC=10cm
根据杠杆的平衡条件：F₁•OC=F₂•OB
所以F₁=$\frac{{F}_{2}×OB}{OC}$=$\frac{1.5N×20cm}{10cm}$=3N．
故答案为：（1）消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）把OA的长度当成了拉力的力臂；
（3）竖直向上；3．

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．