Question

9．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）在没有挂钩码时杠杆静止在图甲位置，此时杠杆是否平衡？是（选填“是”或“否”）．为使杠杆在水平位置平衡，可只将杠杆左端螺母向右（选填“左”或“右”）边旋一些．
（2）杠杆调好后，第一组同学按图乙进行实验，第二组同学按图丙进行实验．同学们经过激烈讨论后有些同学认为第一组实验更合理，理由是实验更具普遍性；有些同学认为第二组实验更合理，理由是力臂在杠杆上，便于测量力臂．
（3）实验中F₁＞F₁′（选填“＜”、“=”或“＞”）．
（4）丙实验时为费力杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”），在丙图中画出使杠杆平衡的最小拉力的示意图．

Answer 1

分析 （1）平衡状态是指物体处于静止或匀速运动；
调节杠杆平衡时，如果杠杆左端下沉，则应向右条件平衡螺母；如果杠杆右端下沉，应向左条件平衡螺母；
（2）用实验数据来总结实验结论时，要采用多种形式，进行多次实验，使实验更具有普遍性；
当杠杆在水平位置平衡，并且作用在杠杆上的力在竖直方向时，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
（3）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；
（4）杠杆的分类：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂；
根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂可知：在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小；根据图示确定最大的动力臂，然后作出动力．

解答 解：
（1）在没有挂钩码时杠杆静止的位置如图（甲）所示，此时的杠杆处于平衡状态；
为使杠杆在水平位置平衡，需要使杠杆重心右移，应将平衡螺母向右调节；
（2）乙图，弹簧测力计可以沿不同方向拉动杠杆在水平位置平衡，使实验更具有普遍性；
丙图，杠杆在水平位置平衡，并且力垂直作用在杠杆上，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
（3）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′．
（4）丙实验时为杠杆的动力臂小于阻力臂，此时为费力杠杆；
由图可知，当动力作用在杠杆的最左端B点，且力与杠杆垂直向下时，动力臂最大，此时动力最小，从支点作动力作用线的垂线段即可作出动力的力臂，如图所示：

故答案为：（1）是；右；（2）实验更具普遍性；力臂在杠杆上，便于测量力臂；（3）＞；（4）费力；见上图．

点评 探究杠杆平衡条件时，弹簧测力计竖直方向拉动杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，使实验更简单操作；弹簧测力计沿不同方向拉动杠杆在水平位置平衡，使实验更具有普遍性．各有利弊．