Question

15．如图1所示，小明在探究杠杆平衡的条件实验中，所用的实验器材有，杠杆，支架、刻录尺、细线和弹簧测力计，若干个质量相同的钩码．

（1）安装杠杆，把支点放在质地均匀的杠杆中间，发现杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于平衡（填平衡或非平衡）状态．为使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆右端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡的好处是便于测量力臂．
（2）弹簧测力计使用前指针如图乙所示，则测量时，首先您进行的操作是校零．
（3）操作过程中，当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡如图丙所示，你认为接下来合理的操作是让拉力方向与杠杆垂直．（写出一条即可）
（4）小明又提出了新的探究问题，“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是，小明利用如图丁所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡的条件不相符，其原因是杠杆有自重．
（5）使用杠杆能为我们的生活带来方便，如图2所示，下面杠杆能够省距离的是D．

Answer 1

分析 （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；杠杆左端低右端高，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；
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；
（2）在使用弹簧测力计时，要注意将指针调零；
（3）根据杠杆平衡条件分析；
（4）图丁中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响；
（5）结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，省力的费距离、费力的省距离．

解答 解：（1）杠杆静止时，就是处于平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡，需要使杠杆重心右移，应将平衡螺母向右调节；
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，因此第二组实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，便于测量力臂；
（2）由图知，在使用前，弹簧测力计的指针未指零，应调节指针在零刻度线处，即校零；
（3）当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡，可以让拉力方向与杠杆垂直或换用更大量程的测力计；
根据杠杆的平衡条件，也可以减少左侧钩码的数量或者左侧钩码右移；
（4）图丁中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大；
（5）4）A、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离；
B、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离；
C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离；
D、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离．故选D．
故答案为：
（1）平衡；　左；　便于测量力臂；（2）校零；　（3）让拉力方向与杠杆垂直；（4）杠杆有自重；（5）D．

点评 在探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于在杠杆上读出动力臂和阻力臂．杠杆平衡条件是杠杆平衡计算的基础内容，一定要掌握．
此题同时考查杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．