题目内容

18.小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中,

(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向右(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡.调节杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是便于测量力臂.
(2)杠杆平衡后,小明在图1甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上4个钩码,使杠杆在水平位置平衡.如果再在A、B两处各加挂一个钩码,杠杆的左(选填“左”或“右”)端将会下沉.此后,小红又经过多次实验,得出的杠杆的平衡条件是F1L1=F2L2.
(3)他改用弹簧测力计在图1乙所示的C位置斜向下拉,若每个钩码重1N.当杠杆在水平位置平衡时,测力计的示数将大于(选填“大于”、“等于”或“小于”)1N.
(4)杠杆在生活中有很多应用.现欲使如图2所示的静止的跷跷板发生转动,小女孩可采取的做法是向远离支点方向移动.

分析 (1)杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移,这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响;杠杆在水平位置平衡时,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;
(2)设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,根据杠杆平衡条件求出钩码数量;杠杆是否平衡,取决于两边力和力臂的乘积是否相等,若F1L1=F2L2,杠杆平衡;若F1L1≠F2L2,杠杆就不平衡,会沿力和力臂成积大的F的方向转动.杠杆平衡条件:F1L1=F2L2;
(3)已知阻力和阻力臂,又知动力臂,当弹簧测力计斜着拉时,其力臂小于杠杆长,根据杠杆平衡条件分析出答案.
(4)跷跷板就是杠杆的应用,它是通过改变力的大小或者力臂的长度使杠杆发生转动的.

解答 解:
(1)杠杆的左端低,说明这一侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节,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)设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,所以2G×2L=nG×L,所以n=4(个).
如果再在A、B两处各加挂一个钩码,3G×2L>5G×L,所以杠杆左端下沉.
由多次实验可以得出杠杆平衡条件:F1L1=F2L2.
(3)当斜向下拉时,阻力和阻力臂一定,动力臂变小,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力变大,所以,测力计的示数将大于1N.
(4)要使翘翘板转动,可采取的做法是:男孩不动,女孩向远离支点方向移动(或者女孩不动,男孩向靠近支点方向移动;或者女孩不动,男孩蹬地,减小男孩对跷跷板的压力).
故答案为:(1)右;便于测量力臂;(2)4;左;F1L1=F2L2;(3)大于;(4)向远离支点方向移动.

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.探究杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂.

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