Question

3．小明用杠杆、一盒钩码和弹簧测力计等器材，做“探究杠杆平衡条件”的实验．

（1）实验开始时，杠杆的位置如图甲所示．为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向右移动；或将左端的平衡螺母向右移动（选填“左”或“右”）．
（2）本实验中，要将杠杆调到水平位置静止的目的有两个，分别是：便于测量力臂和避免杠杆自重对实验的影响．
（3）小明调节杠杆水平平衡后，在杠杆左侧挂2个钩码，图乙所示．要使杠杆水平平衡，应在A处挂1个钩码．
（4）小明再次在杠杆的两端挂上钩码，杠杆的状态如图丙所示．小明又调节平衡螺母，使杠杆恢复水平平衡．然后记录下动力、阻力、动力臂和阻力臂的数值．他分析实验数据时，发现得不到正确的“杠杆的平衡条件”，其原因是：挂上钩码后，再次调节平衡螺母．
（5）当弹簧测力计由竖直向上拉杠杆变成斜向上拉，如图丁所示．若杠杆仍在水平位置静止，则弹簧测力计的示数一定变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）．

Answer 1

分析 （1）调节杠杆两端的平衡螺母，使平衡螺母向上翘的一端移动，使杠杆在水平位置平衡．
（2）使杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；此时杠杆的重心通过支点，可消除杠杆自重对实验的影响．
（3）根据杠杆的平衡条件可以求出在A处挂钩码的个数．
（4）调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡后，就不能再移动平衡螺母，依靠改变钩码的数量和位置来使杠杆在水平位置重新平衡．
（5）阻力和阻力臂不变，根据题意判断动力臂如何变化，然后由平衡条件判断弹簧测力计示数如何变化．

解答 解：（1）如图，杠杆的右端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向右移动；或将左端的平衡螺母向右移动．
（2）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；此时杠杆的重心通过支点，可消除杠杆自重对实验的影响．
（3）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，图乙中，杠杆的左端：2G×2L=4GL，A处的力臂为4L，杠杆的右端：F₂×4L=4GL，解得F₂=1G，即在A处挂1个同样的钩码．
（4）若在杠杆的支点两侧上挂上钩码后，杠杆不在水平位置平衡，此时不能再移动平衡螺母，应该改变钩码的数量或位置，使杠杆在水平位置重新平衡；而小红杠杆上挂钩码后，又调节了平衡螺母．
（5）由图示可知，当弹簧测力计向左倾斜时，力臂变小，根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大，故弹簧测力计示数变大．
故答案为：（1）右；右；（2）测量力臂；杠杆自重对实验的影响；（3）1；（4）挂上钩码后，再次调节平衡螺母；（5）变大．

点评 本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验调平和操作，要求平时做实验时多加注意，锻炼自己的实验操作能力．正确理解杠杆的平衡条件是关键．