Question

5．物理实验小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件．

（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向右（选填“左”或“右”）移动，将杠杆调在水平位置平衡的目的是为了方便测量力臂．
（2）实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为1． 

测量 序号	动力 F1/N	动力臂 L1/cm	阻力 F2/N	阻力臂 L2/cm
①	1	20	2	5
②	2	15	1.5	10
③	3	5		15

（3）有的同学按现有方案得出下列结论：“动力×支点到动力做用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”．这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中B
A．没有改变力的大小        B．没有改变力的方向
C． 没有改变力的作用点     D．实验次数较少，结论具有偶然性．
（4）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡．如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码，则杠杆右端将下沉．
（5）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉．当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大（选填：“变大”、“变小”或“不变”），其原因是：该力的力臂变短了．

Answer 1

分析 （1）探究杠杆平衡条件之前首先要调节杠杆在水平位置平衡，螺母向上翘的一端移动；
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，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂．
（2）根据杠杆的平衡条件和第3次实验数据中的动力、动力臂、阻力臂，求出阻力；
（3）从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂．
（4）根据杠杆平衡求出，当杠杆两端各增加一个相同钩码，力和力臂的乘积大的一端下沉．
（5）当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，拉力的力臂减小，为保持杠杆平衡，拉力要增大．

解答 解：（1）为了方便测量力臂，实验前，应首先对杠杆进行调节，若发现一端上翘，根据杠杆平衡的条件，将杠杆左、右两端的螺母向上翘的左端调节或一端的螺母向上翘的右端调节，直至杠杆在水平位置平衡．
（2）分析第3组数据：F₁L₁=F₂L₂，所以F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$=$\frac{3N×5cm}{15cm}$=1N；
（3）“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向．故选项A、C、D错误，选项B正确．
（4）设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为L，
如图乙所示，杠杆在水平位置平衡．如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码，
杠杆的左边=5G×3L=15GL，右边=4G×4L=16GL，
左边小于右边，所以杠杆右端下沉．
（5）如图丙所示，当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，拉力的力臂减小，为保持杠杆平衡，拉力要增大，所以弹簧测力计示数会变大．
故答案为：（1）右；力臂；（2）1；（3）B；（4）右；（5）变大；该力的力臂变短了．

点评 （1）利用杠杆平衡条件，可以求出力或力臂大小，也可以判断杠杆是否平衡，或杠杆的哪端下沉等，杠杆平衡条件应用很广泛；
（2）当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上，倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上，力臂变小．