Question

15．小明探究“杠杆的平衡条件”．

（1）实验前，他发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向左（左/右）调节．实验过程，始终使杠杆在水平位置平衡的主要目的是：便于测量力臂．
（2）如图甲所示，在杠杆左边A点挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆B点挂同样钩码2个．
（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使得杠杆在水平位置平衡，已知每个钩码质量是50g，g取10N/kg，此时弹簧测力计的示数是1.2N．当弹簧测力计逐渐向左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大（变大/变小/不变），其原因是拉力的力臂变小．

Answer 1

分析 （1）杠杆的调节也跟天平类似，应向高的一侧移动平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡最大的好处就是测量力臂时非常方便．
（2）根据杠杆的平衡条件可以求出在B处挂钩码的个数；
（3）知道阻力、阻力臂、动力臂，根据杠杆平衡条件求出动力．
根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，弹簧测力计倾斜，动力臂变小，动力变大．

解答 解：
（1）杠杆的右端往下沉，说明这一侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向左调节，以减小这一侧的力臂；
因为重力的方向是竖直向下的，杠杆只有在水平位置平衡时，支点到力的作用线的距离才正好在杠杆上，也就是正好等于相应杠杆的长，这样测量起来会比较方便．（2）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，
图甲中，杠杆的左端：4G×3L=12GL，
B处的力臂为6L，杠杆的右端：F₂×6L=12GL，解得F₂=2G，即在B处挂2个同样的钩码；
（3）设杠杆一个格的长度为L，
根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，F₁×5L=0.05kg×10N/kg×4×3L，解得F₁=1.2N．
弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OC，弹簧测力计倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大．
故答案为：（1）左；便于测量力臂；（2）2；（3）1.2；变大；拉力的力臂变小．

点评 本题考查了杠杆平衡的条件，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，因此在此实验中我们应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，以便直接读出力臂．
当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上，倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上，力臂变小．