Question

5．探究杠杆的平衡条件：

（1）当杠杆静止在如图（a）所示位置时，杠杆处于平衡（选填“平衡”或“不平衡”）状态．为使杠杆在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母向右（选填“左”或“右”）调节．当杠杆在水平位置平衡时，杠杆自重的力臂为0cm．
（2）如图（b），在杠杆的左边挂上钩码，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，仍使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于测量力臂．若左边钩码离支点20cm，右边挂钩离支点15cm，每个钩码重为0.5N，则此时弹簧测力计示数应为2N．
（3）如图（c），当弹簧测力计向左倾斜时，仍要使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计示数将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），弹簧测力计示数与其力臂的乘积将不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）探究杠杆平衡条件时，调节杠杆两端的平衡螺母，平衡螺母向上翘的一端移动，使杠杆在水平位置平衡；杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心通过支点，杠杆重的力臂为0．
（2）杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力的力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；根据杠杆平衡条件，求出弹簧测力计的拉力．
（3）当力倾斜作用在杠杆上，杠杆在水平位置平衡，力臂不在杠杆上，力臂变小，阻力和阻力臂不变，弹簧测力计的拉力会变大．

解答 解：（1）在如图（a）所示位置时，杠杆静止，则杠杆处于平衡状态．
由于杠杆的右端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，左端的平衡螺母向右移动，直到杠杆在水平位置平衡．
杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心通过支点，杠杆重的力臂为0，杠杆自身重力不会影响实验结论．
（2）杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力的力臂在杠杆上，便于测量力臂大小．
左侧钩码对杠杆的拉力：F₁=3×0.5N=1.5N；根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得：1.5N×20cm=F₂×15cm，
所以，测力计示数为：F₂=2N．
（3）当弹簧测力计向左倾斜拉动杠杆时，力臂变小，因为阻力和阻力臂不变，动力和动力臂的积也不变，弹簧测力计的拉力会变大．
故答案为：（1）平衡；右；0；（2）便于测出力臂大小；2；（3）变大；不变．

点评 当杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力臂才在杠杆上，这点是考查的重点，也是学生容易忽视的地方．