Question

13．在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）小丽把杠杆支在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡．这样做的目的之一是为了能直接读出力臂．
（2）如图甲所示，在杠杆右边B处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左边A处挂3个相同的钩码．
（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F变大（填“变大”、“不变”、或“变小”），原因是拉力的力臂变小．

Answer 1

分析 （1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来，也是为了避免杠杆的自重对杠杆平衡产生影响；
（2）根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂），确定钩码的个数；
（3）拉力的方向是倾斜的，力的方向与杠杆不垂直，力臂不能从杠杆上读出，此时力臂变小，根据杠杆的平衡条件分析弹簧测力计示数变化

解答 解：
（1）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；在水平位置平衡时，重心在支点处，杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响．
（2）假设每个钩码重1N，每小格表示1cm，则L_A=1cm×2=2cm，F_B=1N×2=2N，L_B=1cm×3=3cm，由杠杆的平衡条件，
声音F_A=$\frac{{F}_{B}{L}_{B}}{{L}_{A}}$=$\frac{2N×3cm}{2cm}$=3N，
所以在杠杆左边A处挂3个相同的钩码，杠杆才平衡．
（3）弹簧测力计在C处竖直向上拉时，拉力的方向竖直向上与杠杆垂直，动力臂等于支点到力的作用点的距离；当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的方向不再与杠杆垂直，动力臂变小，根据杠杆平衡条件，动力变大，弹簧测力计的示数变大．
故答案为：（1）水平；（2）3；（3）变大；拉力的力臂变小．

点评 （1）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首先调节杠杆在水平位置平衡；
（2）拉力的方向倾斜时，导致动力臂变化，根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂不变时，动力臂变化，动力就会产生与动力臂相反的变化．