Question

15．探究杠杆的平衡条件：

（1）如图（a），要使支架上的杠杆在水平位置平衡，可将杠杆右端的平衡螺母向右调节，当杠杆在水平位置平衡时，杠杆自重的力臂为0cm．
（2）如图（b），在左边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于测出力臂大小，若左边钩码离支点20cm，右边挂钩离支点15cm，每个钩码重为0.5N，则此时弹簧测力计示数应为2N．
（3）如图（c），当杠杆在水平位置平衡时，与图（b）相比，弹簧测力计示数将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），弹簧测力计示数与其力臂的积不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）探究杠杆平衡条件时，调节杠杆两端的平衡螺母，平衡螺母向上翘的一端移动，使杠杆在水平位置平衡；杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心通过支点，杠杆重的力臂为0．
（2）杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力的力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；根据杠杆平衡条件，求出弹簧测力计的拉力．
（3）当力倾斜作用在杠杆上，杠杆在水平位置平衡，力臂不在杠杆上，力臂变小，阻力和阻力臂不变，弹簧测力计的拉力会变大

解答 解：（1）如图（a），杠杆的右端上翘，右端的平衡螺母向右移动，直到杠杆在水平位置平衡，杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心通过支点，杠杆重的力臂为0，杠杆自身重力不会影响实验结论；（2）如图（b），杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力的力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
右侧钩码对杠杆的拉力：F₁=3×0.5N=1.5N；根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，1.5N×20cm=F₂×15cm，F₂=2N；
（3）如图（c），当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，力臂变小，因为阻力和阻力臂不变，动力和动力臂的积也不变，弹簧测力计的拉力会变大．
故答案为：（1）左；0；（2）便于测出力臂大小；2；（3）变大；不变；

点评 当杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力臂才在杠杆上，这点是考查的重点，也是学生容易忽视的地方．