Question

9．如图所示，为了探究杠杆平衡条件，小红用胶带将圆柱形水杯固定在水平桌面上做支点，用粗细均匀的塑料尺做杠杆，几枚一元硬币做砝码，塑料尺的重心在支点上．
（1）请在图中画出杠杆左端的力F₁和力臂L₁
（2）实验中如果尺的中心发生了移动，对实验结果有（选填“有”或“没有”）影响．
（3）若果左右两端各取下一枚硬币则杠杆将右端下沉．（选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）

Answer 1

分析 （1）根据力臂的定义，力臂是支点到力的作用线的距离，是一条垂线段来作图．
（2）实验过程中必须保证尺子的重心位于支点上，这样可以避免尺子的重力对实验造成的影响．
（3）先根据图求出杠杆平衡时，杠杆左端和右端力臂的关系；当杠杆两端各取下一枚硬币，如果杠杆平衡条件成立，杠杆平衡；如果杠杆平衡条件不成立，杠杆向力和力臂乘积大的一端下沉．

解答 解：（1）硬币对杠杆的力就是硬币的重力，方向竖直向下，过支点分别向F₁的作用线作垂线就是力臂L₁，如图所示：

（2）实验中如果尺的中心发生了移动，尺子的重心不再位于支点上，尺子的重力会对杠杆的平衡产生影响，因此会影响实验结果．
（3）如图，塑料尺在水平位置平衡，设每个硬币的质量是m，根据杠杆平衡条件得，2mg×L₁=3mgL₂，所以L₁=$\frac{3}{2}$L₂；
当直尺两端各取下一枚硬币，直尺左端：mg×L₁=mg×$\frac{3}{2}$L₂=$\frac{3}{2}$mgL₂，
直尺右端：2mg×L₂=2mgL₂，
$\frac{3}{2}$mgL₂＜2mgL₂，
所以，杠杆的右端下沉，杠杆将向右倾斜．
故答案为：（1）如图；（2）有；（3）右端下沉．

点评 本题考查的是探究杠杆的平衡条件实验，了解此实验过程是解题的基础，同时还要注实验中的一些细节问题，如为什么要求杠杆在水平位置平衡，测力计为什么要在竖直向上对杠杆用力等．