题目内容

2．徐晨同学在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）调节杠杆在水平位置平衡，就可直接从杠杆上读出力臂．
（2）当杠杆水平平衡后，在A处挂3个相同的钩码，则应在B处挂2个相同的钩码才能使杠杆水平平衡；若在B处改用弹簧测力计向下拉，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，如图所示，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐增大（选填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）徐晨进行上述（2）实验探究的最终目的是B
A．便于直接读出拉力的大小         
B．便于正确认识力臂
C．便于提供不同方向的拉力         
D．便于测量力臂的大小
（4）徐晨还学以致用设计了测一支粗细不均匀竹筷的质量的方案，具体步骤如下：
①用细线系住筷子某处，并悬挂在铁架台上，调节所系处，使筷子刚好水平位置平衡，此时所系处称为O点（也是筷子的重心位置）．
②用刻度尺测量出O点到细端A的距离L1，
③在细端A通过细线挂上质量为m的钩码，
④向细端A移动悬挂点到O′处，使筷子重新在水平位置平衡，
⑤用刻度尺测量出O′点到细端A的距离L2．则竹筷质量M=$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}-{L}_{2}}$．（写出表达式）

分析 （1）调节杠杆在水平位置平衡，所以钩码对杠杆力的力臂恰好沿着杆的方向；
（2）根据杠杆的平衡条件代入数据分析即可；
其他条件不变，动力臂减小，动力将增大；
（3）改变力的方向，是为了让学生更能够正确认识力臂；
（4）分析筷子所受的力，根据杠杆平衡条件进行分析．

解答 解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，力臂恰好沿着杆的方向，就可直接从杠杆上读出力臂；
（2）设每个钩码重力为G，每个小格的长度为L，根据杠杆的平衡条件：
3G×2L=F2×3L
解得F2=2G，则需在B处挂两个钩码；
弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，动力臂减小，根据杠杆平衡条件，动力将增大；
（3）在（2）中改变力的方向，是为了能够更加正确认识力臂；
（4）1、用细线系住筷子某处，并悬挂在铁架台上，仔细调节所系处，使筷子刚好平衡，此时所系处称为O点（也是筷子的重心位置）．
2、用卷尺测量出O点到细端A的距离L1，

3、在细端通过细线挂上质量为m的钩码，并移动悬挂点到O′处，使筷子重新平衡．
4、用卷尺测量出O′点到细端A的距离L2．

这时对筷子来说，它受到三个力：本身重力Mg，悬挂绳子的拉力F，细端拉力mg．

根据杠杆的平衡条件，得Mg（L1-L2）=mg×L2，
所以筷子的质量是M=$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}-{L}_{2}}$．
故答案为：（1）力臂；（2）2；增大；（3）B；（4）$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}-{L}_{2}}$．

点评 本题主要考查了杠杆平衡条件的应用，要掌握力臂的概念，理解杠杆在水平位置平衡的原因，巧用杠杆平衡条件测量筷子的质量，难点在实验步骤的设计，想到把筷子当做杠杆去用是本题的突破口．

练习册系列答案
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