Question

4．某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验进行了如下实验步骤．
a．把杠杆的中点支在支架上；     b．把钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置使杠杆水平平衡；
c．记下两边的钩码的重，用尺量出它们的力臂，记下实验数据；
d．改变力和力臂数值，做三次实验．e．求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值．
（1）请你指出该同学在b步操作之前漏掉了一个重要步骤，这个步骤是调节杠杆使其在水平位置平衡．
（2）如果实验中所用钩码的质量都相等，如果在如图甲图示，杠杆的B处应该挂4个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡．
（3）如果在C点改用弹簧测力计拉，为了使杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数最小，应沿竖直向上 方向拉．
（4）如果如图乙图示把弹簧测力计斜拉，且拉环固定在支架上，水平平衡时弹簧测力计示数比步骤（3）中的大．如果此时在A点的钩码下方再挂一个钩码，为了再次使杠杆平衡，且弹簧测力计示数不变，应将悬点E向上 移动．（选填“向上”或“向下”）

Answer 1

分析 （1）探究杠杆平衡条件时，杠杆支在支架上，先调节杠杆在水平位置平衡，然后在挂钩码，改变钩码的位置和数量，使杠杆重新在水平位置平衡．
（2）设杠杆的分度值是1cm，钩码的重力是G，根据杠杆平衡条件判断钩码的数量．
（3）要使力最小，应该使力臂最大，杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上，力臂最大．
（4）当在A端加挂钩码时，阻力臂不变，阻力增大，动力不变，根据杠杆平衡条件判断动力臂的变化，判断拉环的位置．

解答 解：（1）为了方便的测量力臂，实验前应调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；因此，该同学在操作过程中漏掉的重要的步骤：调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）设一个钩码重为G，杠杆上一个小格代表1cm，
所以，2G×4cm=nG×2cm，n=4（个）．
（3）为了使杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计示数最小，应使力臂最大，力臂在杠杆上，所以弹簧测力计要竖直拉动杠杆．图中钩码使杠杆逆时针转动，拉力要使杠杆顺时针转动．所以弹簧测力计要竖直向上拉动杠杆．
（4）把弹簧测力计斜拉，且拉环固定在支架上，此时动力臂比（3）中的动力臂要小，故拉力要大；因为，动力×动力臂=阻力×阻力臂，当在A端加挂钩码时，阻力臂不变，阻力增大，动力不变，所以，动力臂变大，弹簧测力计拉环要向上移动．
故答案为：（1）b；调节杠杆使其在水平位置平衡；（2）4；（3）大；竖直向上；（4）上．

点评 杠杆平衡条件，在杠杆平衡问题中有广泛的应用，一定要熟练掌握．