Question

10．小雨在研究“杠杆平衡条件”的实验时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，用刻度尺量出它们的力臂，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．
（1）该同学的实验过程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）实验中所用钩码的质量都相等，在图甲中，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B点C点改用弹簧测力计拉，如图乙所示，为了使杠杆在水平位置平衡，则拉力会大于（选填“大于”，“小于”，“等于”）（2）问中B端所挂钩码的重力，理由拉力力臂变小．
（4）通过（3）的实验，小雨发现在某一点所施加里的大小与其方向有关，聪明的他总结出了施加最小力的技巧，如图丙图，若在C点施加拉力，请你帮他画出所用最小力及力的方向．

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）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂进行分析；首先根据杠杆平衡条件计算出竖直向下拉时拉力的大小，然后判断斜向下拉力臂的变化，得出力的变化；
（4）由杠杆平衡的条件知，当阻力与阻力的力臂的积为定值时，动力臂最大时，动力是最小的，此时的动力臂是支点到动力的作用点的距离．

解答 解：
（1）该同学在挂钩码之前没有调节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）如果在B点C点改用弹簧测力计拉，如图乙所示，为了使杠杆在水平位置平衡，若倾斜拉测力计，此时拉力力臂变小，根据杠杆平衡条件，则力变大，所以示数大于上述所要挂钩码的总重量；
（4）由杠杆平衡的条件知，动力臂最大时是支点与力的作用点 连线，即OC为最大的力臂，动力臂最大时，拉力F最小，其对应的力臂为OC，方向垂直OC向上，如下图所示：

故答案为：（1）调节杠杆使其在水平位置平衡；（2）4；（3）大于；拉力力臂变小；（4）如上图．

点评 此题是探究“杠杆的平衡条件”实验，考查了杠杆平衡条件的应用，常见题．