Question

11．研究杠杆平衡条件的实验：

（1）杠杆的位置如图a 所示，此时应调节杠杆两端的螺母使其向右（选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，实验时，施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是便于测量力臂．
（2）某同学通过多次实验操作及数据分析，得出杠杆平衡的条件是：动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离，你认为他的结论不可靠（选填：“可靠”或“不可靠”），理由是当动力和阻力不垂直作用在杠杆上，力臂小于支点和作用点之间的距离．
（3）利用如图c所示的装置进行实验，每个钩码重0.5N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应
为2.25N．如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数将变大（选填：“变大”“不变”或“变小”）．

Answer 1

分析 （1）杠杆倾斜时，杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端，左、右两端的螺母（或一端的螺母）要向杠杆上翘的一端调节；实验前先要调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆平衡的目是便于测量力臂的长度；
（2）杠杆的平衡条件是：F₁L₁=F₂L₂；力臂是指支点到力的作用线的距离；
（3）钩码在支点的左侧，要使杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，将已知条件代入便可求出F₁的大小．

解答 解：
（1）杠杆左端下沉，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向右调节；
实验前先要调节杠杆在水平位置平衡，施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，是为了便于测量力臂的长度；
（2）他的结论不可靠；
杠杆在水平位置平衡，并且动力和阻力垂直作用在杠杆上，此时动力臂和阻力臂都在杠杆上，“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”成立；当动力和阻力不垂直作用在杠杆上，动力臂和阻力臂小于支点和作用点之间的距离，“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”不成立；
（3）设一格的长度为L，杠杆在水平位置平衡，则力F₁的方向应竖直向上，由F₁L₁=F₂L₂得，0.5N×3×6L=F₁×4L，解得，F₁=2.25N；
从c图中可以看出，弹簧秤的作用力最长的力臂为4L，即杠杆的长度，当力的方向发生改变时，力臂将减小，因此作用力将变大．
故答案为：
（1）右；便于测量力臂；（2）不可靠；当动力和阻力不垂直作用在杠杆上，力臂小于支点和作用点之间的距离；（3）2.25；变大．

点评 本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算．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．