题目内容

【题目】下面是小明探究杠杆的平衡条件的实验.(每个钩码重0.5N)

(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,这时应将平衡螺母向(填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡.
(2)如图甲所示,①在杠杆A点处挂4个钩码,则B点处应挂个同样的钩码,杠杆仍然在水平位置平衡;②把B点处的钩码取下,在B点处施加一个竖直向下的拉力F使杠杆仍然在水平位置平衡,当拉力F的方向转向右下方时,要使杠杆仍在水平位置保持平衡,拉力F的大小将(选填“变大”、“变小”或“不变”).原因是
③接着小明进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系.实验过程中,保持阻力和阻力臂不变,在杠杆水平平衡时,测出多组动力F1和动力臂l1的数据,并绘制了F1与l1的关系图像,如图乙所受,根据图像推算,当l1为0.1m时,F1N.
(3)完成实验后,小明利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量.
①若以杠杆上的B位置为支点,在B的右侧挂质量为m的钩码,左右移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡(如图丙).
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置C到B的距离l2的距离l3
③根据杠杆的平衡条件,可以计算出杠杆的质量m=(用题目中所给物理量表示)

【答案】
(1)左
(2)6,变大,阻力与阻力臂的大小不变,动力臂变小,根据杠杠平衡条件,动力变大,6
(3)O到B,
【解析】解:(1)当杠杆静止时,发现杠杆的右端下沉,左端上翘,要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的左端移动;
(2)①设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:FALAFBLB,即4G3LFB2L,解得FB=6G ,需挂6个钩码。②若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,阻力与阻力臂的大小不变,动力臂变小,根据杠杠平衡条件,力变大;③由图可知,当F1=3N时,L1=0.2m;由于此题中的阻力和阻力臂不变,根据F1L1F2L2可知,利用图象中任意一组数据都能得出,F2L2F1L1=3N×0.2m=0.6Nm;所以,若当L1为0.1m时,F1 =6N
(3)已知钩码的质量m,用刻度尺测出此时钩码悬挂位置EB的距离,即l2,欲求杠杆的质量m杆,杠杆的重心在O点,则应量出OB的距离,即l3,然后根据杠杆平衡条件F1L1F2L2可得,ml2ml3,则m .
所以答案是:(1)左;(2)①6;②变大;阻力与阻力臂的大小不变,动力臂变小,根据杠杠平衡条件,动力变大;③6; (3)②O 到 B;③

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