Question

16．小明用如图甲所示的装置做探究杠杆平衡条件的实验，图中杠杆匀质且标有均匀刻度．

（1）实验前发现右端偏高，应向右端调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡．
（2）当杠杆水平平衡后，在右侧第8格上挂2个相同的钩码（每个钩码重0.5N），则应在左侧第4格个上挂4个相同的钩码才能使杠杆水平平衡．
（3）如图乙所示，小明在左侧改用已调零的弹簧测力计向下拉，他想探究一下如何能减小弹簧测力计的示数，经过尝试他成功了，他当时的操作可能是减小钩码个数（说出具体做法）．
（4）实验中发现，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，弹簧测力计的示数将逐渐增大（选填“增大”、“减小”、“不变”或者“不确定”）；如图丙所示，将右侧钩码挂在第3格并去掉一个，将测力计挂在左侧第十格处松开手，杠杆可以保持水平平衡，则弹簧测力计的自重为0.15N．

Answer 1

分析 （1）杠杆的调节也跟天平类似，应向高的一侧移动平衡螺母；
（2）根据杠杆平衡条件，判断在在左侧第4格个上挂几个钩码；
（3）当弹簧测力计向左侧移动时，其力臂变大，根据杠杆平衡条件分析出答案；
（4）弹簧测力计竖直向下拉杠杆时，力臂在杠杆上，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，力臂变短，阻力、阻力臂不变，动力臂变短，动力变大；根据杠杆平衡条件分析出答案．

解答 解：（1）杠杆的左端低，说明这一侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节；
（2）设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为L，
根据杠杆平衡条件得：2G×8L=2G×4L，
所以，应在左侧第4格上挂4个钩码；
（3）设杠杆每一格的长度为L，根据杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂可得，
阻力和阻力臂一定，动力臂变大，动力变下，所以，测力计的力臂应向左移动或者动力臂和阻力臂一定，减小钩码个数，动力减小，弹簧测力计的示数减小；
（4）若在右侧改用弹簧测力计向下拉，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动时，阻力、阻力臂不变，动力臂逐渐变小，根据杠杆平衡条件得，动力逐渐变大，弹簧测力计示数将逐渐增大；
根据杠杆平衡条件得：G×3L=G_弹簧×10L，解得，G_弹簧=0.3G=0.3×0.5N=0.15N．
故答案为：（1）右；（2）4；（3）减小钩码个数；（4）增大；0.15．

点评 杠杆在水平位置平衡时，力臂在杠杆上，如果杠杆不在平衡位置平衡，动力臂和阻力臂都变小．