Question

小明同学探究“杠杆的平衡条件”．
（1）实验前，杠杆停在图甲所示的位置，此时杠杆

是

（选填“是”或“不是”）处于平衡状态，为使杠杆在水平位置平衡，应该将右端平衡螺母向

右

（选填“左”或“右”）调节；
（2）调节杠杆水平平衡后，小明进行的三次实验如图乙所示．根据实验，他得出杠杆的平衡条件为“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，你认为这个结论是

错误

（选填“正确”或“错误”）的，实验过程中使杠杆水平平衡的目的是

便于测量力臂，同时消除杠杆自身重对杠杆平衡的影响

；
（3）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，杠杆保持平衡．若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力F的变化情况是

变大

，原因是

此时拉力的力臂变小

．
（4）如图丙所示，用绳子拴住一根粗细不同的大树某处，静止后大树水平平衡．现将大树从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段，根据图乙可判断G_A

＞

G_B（选填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析：（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态都称为平衡状态；如果杠杆不在水平位置平衡，可通过反向调节（向偏高的一端）平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂．杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂（重力的方向跟杠杆垂直），同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响；
（3）在探究杠杆平衡条件的实验中，要求使杠杆在水平位置平衡，同时，弹簧测力计的拉力方向也要求在竖直方向，这是为了能在杠杆上直接读出力臂的长，如果力的方向不竖直，则力臂会相应变小，力会变大；
（4）先确定两边力臂大小关系，再由杠杆的平衡条件来判断，力臂越短的那边大树重力大．

解答：解：（1）实验前，杠杆停在图甲所示的位置，此时杠杆处于静止状态，是平衡状态；
当杠杆的左端偏低时，可将两端的平衡螺母向右调节；
（2）“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向．为了便于从杠杆上直接读取力臂，同时消除杠杆自身重对杠杆平衡的影响，在进行实验时应该使杠杆在水平位置平衡；
（3）读图可知，若弹簧测力计向右倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会相应变短，根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡；
（4）将大树以悬挂点点O分为左右两部分；
根据杠杆平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，由题意可得：G_左L_左=G_右L_右，
因物体的重心在物体的几何中心，则杠杆示意图如图：

由图知：L_左＜L_右，所以G_左＞G_右；即G_A＞G_B．
故答案为：（1）是；右；（2）错误；便于测量力臂，同时消除杠杆自身重对杠杆平衡的影响；（3）变大；此时拉力的力臂变小；（4）＞．

点评：此题主要考查学生对于杠杆平衡条件的理解，解题的关键是理解力臂的概念，它是指从支点到力的作用线的距离．