Question

5．如图是小明利用若干质量均为50g的钩码和带有刻度的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”实验．

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，如图a所示，此时杠杆是（填“是”或“否”）处于平衡状态．为了让杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左（选填“左”或“右”）端调节，这样做的目的是消除杠杆自身重力的影响．
（2）给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上测量力臂．
（3）在某次实验中，若在A点悬挂两个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，用弹簧测力计在C点竖直向上拉，则测力计的拉力为0.75N；
大量的实验结果表明，杠杆的平衡条件是F₁L₁=F₂L₂．

Answer 1

分析 （1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态；
调节杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；
“研究杠杆的平衡条件”的实验时为了利于测量力臂且消除杠杆自身重力对实验的影响，应使杠杆在水平位置平衡；
（2）为了便于测量力臂，保持杠杆在水平位置平衡；
（3）根据杠杆的平衡条件，可计算出用弹簧测力计在C点竖直向上拉着杠杆使它水平平衡时的拉力；
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂即：F₁L ₁=F₂L₂．

解答 解：
（1）杠杆静止在如图甲所示位置，杠杆处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状态；
如图a，杠杆的左端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的左端移动；
为了消除杠杆自身重力对实验的影响，并能方便的读出力臂，实验前应调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡．
（2）在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，保持杠杆在水平位置平衡．其目的是为了便于测量力臂．
（3）A处2个钩码的重力G_A=m_Ag=2×500×10^-3kg×10N/kg=1N，在A处距支点3个格，C处距支点4个格，A处挂有2个钩码，由杠杆的平衡条件可知：OA•G_A=OC•F，解3×1N=4F
解得F=0.75N；
本实验得到杠杆的平衡条件是：F₁L ₁=F₂L₂．
故答案为：（1）是；左；消除杠杆自身重力的影响；（2）便于直接在杠杆上测量力臂；
（3）0.75；F₁L₁=F₂L₂．

点评 本题主要考查对“探究杠杆平衡条件”的实验内容的了解．杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂；运用此条件进行杠杆平衡的计算．