Question

17．在探究杠杆平衡条件的过程中．

（1）我们把支点放在质地均匀的杠杆中间，这样做的目的是避免杠杆自身重力对实验的影响；
实验时，首先调节杠杆两端的平衡螺母，并使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于测量力臂；同学们通过多次实验，得出以下数据，请你应用杠杆平衡条件，把表格中的数据填写完整．

物理量\次数	1	2	3	4
L1/m	0.1	0.15	0.2	0.2
F1/N	0.5	0.5	1.5	2
L2/m	0.05	0.05	0.1	0.1
F2/N	1	1.5	3	4

（2）小明同学实验时，在杠杆上挂了如图a所示的两组钩码．若在不加减钩码的前提条件下，把左端的两个钩码向右移动1个格，可使杠杆平衡；若在不移动钩码位置的前提条件下，采用两端同时减掉1个钩码的方法，也可使杠杆平衡（杠杆上相邻刻线之间的距离相等，每个钩码的质量都相同）．
（3）在杠杆上挂1牛的重物，如图b所示，则弹簧测力计的示数＞2牛（选填“＞”、“=”或“＜”）；若将所挂的重物往右移，则弹簧测力计的示数会变小（选填“变大”、“不变”或“变小”），若所挂重物位置不变把弹簧测力计改为竖直向上拉（所拉位置不变），则弹簧测力计的示数会变小（选填“变大”“不变”或“变小”）．

Answer 1

分析 （1）探究杠杆平衡条件时，杠杆的重心在支点上，目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；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；根据杠杆的平衡条件求出动力；
（2）杠杆处于不平衡状态，通过移动和增减钩码，使杠杆重新达到平衡，满足杠杆的平衡条件．
（3）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂求解即可得出答案．

解答 解：（1）杠杆重心在其支点处，杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；
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，便于测量力臂；
根据杠杆的平衡条件可知：F₁L₁=F₂L₂，带入数据得：F₁×0.2m=0.1m×4N；解得：F₁=2N；
（2）假设每个钩码重1N，每小格为5cm，①杠杆左端：在距支点4个小格处挂2个钩码，F₁=2N，L₁=5cm×4=20cm，则F₁L₁=2N×20cm=40N•cm；杠杆右端：在距支点2个小格处挂3个钩码，F₂=3N，L₂=5cm×2=10cm，则F₂L₂=3N×10cm=30N•cm；
杠杆不平衡，右端不变的情况下，左端钩码向右移动1个格，此时L₁=5cm×3=15cm，这样就满足F₁L₁=F₂L₂，杠杆就平衡了．不移动钩码，就是不改变力臂，两边同时减掉1个钩码时，杠杆左端：F₁=1N，L₁=5cm×4=20cm，则F₁L₁=1N×20cm=20N•cm；
（3）因为若测力计竖直向上拉动，由F₁L₁=F₂L₂得F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{1N×4格}{2格}$=2N，若测力计斜向上拉动，则L₁变小，F₁变大，大于2N；
若重物右移，则L₂变小，由F₁L₁=F₂L₂可知在F₂、L₁不变时L₂变小，F₁变小．
若所挂重物位置不变把弹簧测力计改为竖直向上拉，则拉力的力臂会变大，根据杠杆平衡条件可知，拉力会变小．
故答案为：（1）避免杠杆自身重力对实验的影响；便于测量力臂；2；（2）1；1个钩码；（3）＞；变小；变小．

点评 杠杆处于静止或匀速转动状态时，我们就说杠杆平衡．为了从杠杆上读出力臂，应使杠杆水平平衡．