Question

14．利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”．
（1）实验前，杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向右（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以直接从杠杆上读出力臂的大小．
（2）杠杆平衡后，如图乙所示，在杠杆B点挂3个相同的钩码，可在杠杆的D点挂4个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡．

（3）保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l₁和动力F₁的数据，绘制了l₁-F₁的关系图象，如图丙所示．请根据图象推算，当l₁为0.6m时，F₁为0.5N，F₁跟l₁成反比．

Answer 1

分析 （1）调节杠杆在水平位置平衡，左边下沉往右调；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响，使实验简单化，便于探究；
（2）根据杠杆平衡条件做出解答．
（3）由于此题中的阻力和阻力臂不变，故据杠杆的平衡条件分析即可解决．

解答 解：（1）杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端上翘，故应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离就是力臂，便于测量力臂大小；
（2）设一个钩码重为G，一格的长度为L，
根据杠杆平衡条件可知：3G×4L=F_D×3L，所以F_D=4G，即需在D点挂4个钩码；
（3）保持B点钩码数量和力臂不变，即阻力和阻力臂不变，由F₁L₁=F₂L₂可知，利用图象中任意一组数据都能得出F₂L₂=F₁L₁=0.1m×3N=0.3N•m，根据数学知识可知，F₁跟l₁成反比；
则当L₁为0.6m时，F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{0.3N•m}{0.6m}$=0.5N；
故答案为：（1）右；力臂的大小；（2）4；（3）0.5；反．

点评 调节杠杆在水平位置平衡和调节天平横梁平衡的操作方法是相同的，都是将平衡螺母向上翘的一端移动．杠杆平衡条件，在杠杆平衡问题中有广泛的应用，一定要熟练掌握．