Question

9．某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验进行了如下步骤：
a．把杠杆的中点支在支架上；
b．把钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置使杠杆水平平衡；
c．记下两边的钩码的重，用尺量出它们的力臂，记下实验数据；
d．改变力和力臂数值，做三次实验；
e．求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值．

（1）该同学在b步操作之前漏掉了一个重要步骤：这个步骤是调节杠杆使其在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量力臂．
（2）如果实验中所用钩码的质量都相等，如图甲图示，杠杆的B处应该挂4个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡．
（3）如果如图乙图示把弹簧测力计斜拉，且拉环固定在支架E点上，此时杠杆水平平衡，如果此时在A点的钩码下方再挂一个钩码，为了再次使杠杆平衡，且弹簧测力计示数不变，应将悬点E向向上　移动．（选填“向上”或“向下”）
（4）如图丙所示，如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）探究杠杆平衡条件时，杠杆支在支架上，先调节杠杆在水平位置平衡，然后在挂钩码，改变钩码的位置和数量，使杠杆重新在水平位置平衡．
（2）设杠杆的分度值是1cm，钩码的重力是G，根据杠杆平衡条件判断钩码的数量．
（3）当在A端加挂钩码时，阻力臂不变，阻力增大，动力不变，根据杠杆平衡条件判断动力臂的变化，判断拉环的位置；
（4）由杠杆平衡条件可算出拉力大小；弹簧测力计斜拉时，拉力力臂变小，拉力变大．

解答 解：
（1）该同学在挂钩码之前没有调节杠杆在水平位置平衡，调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量力臂；
（2）设一个钩码重为G，杠杆上一个小格代表1cm，
所以，2G×4cm=nG×2cm，n=4（个）；
（3）根据F₁L₁=F₂L₂可知，
当在A端加挂钩码时，阻力臂不变，阻力增大，动力不变，所以，动力臂变大，弹簧测力计拉环要向上移动；
（4）弹簧测力计斜拉时，阻力及阻力臂不变，拉力力臂变小，根据杠杆平衡条件可知拉力变大．
故答案为：（1）调节杠杆使其在水平位置平衡；便于测量力臂；（2）4；（3）向上；（4）变大．

点评 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．