Question

8．在探究“杠杆平衡条件”的实验中：
（1）开始实验时，发现杠杆如图甲所示，应将左端的平衡螺母向右调节，或将右端的平衡螺母向右调节．使杠杆在水平位置平衡，此时杠杆重力对杠杆平衡不影响，此时重力的力臂为0．
（2）在乙图中，杠杆处于水平平衡状态，经测量后通过计算发现F₁×L_OB和F₂×L_OA并不相等，你认为原因是把OB的长度当成了拉力的力臂．
（3）根据图丙杠杆上标注的情况可以推出F₁′与F₂的关系为F₁′=$\frac{5}{4}$F₂．

Answer 1

分析 （1）如果杠杆左端下沉，应向右调节平衡螺母，如果杠杆右端下沉，应向左调节平衡螺母，使杠杆在平衡位置平衡；
当杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态时，杠杆的重心在支点上，杠杆的重力力臂为0，避免了杠杆重力对杠杆平衡的影响；
（2）由图可见，拉力F₁的方向与杠杆不垂直，因此力臂不等于OA的长度，只有拉力方向与杠杆垂直时，拉力的力臂才等于支点到动力作用点的距离；
（3）根据杠杆平衡的条件即可求出F₁′与F₂的关系．

解答 解：
（1）杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的螺母向左调；
在探究杠杆的平衡条件时，实验前首先应调节杠杆两端的螺母，直到杠杆在水平位置平衡，当杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此杠杆在水平位置平衡时，杠杆重力的力臂为零； 
（2）图中，拉力F₂的方向与水平杠杆不垂直，只有力的方向与杠杆垂直时，力臂才能从杠杆上直接读出来，小明误把杠杆的长度OB当成了拉力的力臂；
（3）设一格为L，根据杠杆的平衡条件，则有F₁′×4L=F₂×5L，解得：${F}_{1}^{′}$=$\frac{5}{4}$F₂．
故答案为：（1）右；右；水平；0；（2）把OB的长度当成了拉力的力臂；（3）$\frac{5}{4}$．

点评 在探究杠杆平衡条件时，杠杆的重心应调到支点上，使其不影响两边力与力臂的乘积相等；为计算方便，要求两边各有一个力与力臂的乘积．