Question

5．在探究“杠杆平衡条件”实验中．
（1）实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量测量力臂．
（2）杠杆平衡后，小明同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上3个相同的钩码，使杠杆在水平位置平衡．
（3）小明改用弹簧测力计在图乙所示的B位置斜向下拉，使杠杆在水平位置平衡，请你在图中画出测力计对杠杆拉力的力臂L．

Answer 1

分析 （1）在“探究杠杆平衡条件”的实验，主要测量的量有两端力的大小，和力臂的长短．这里的力是钩码的重力，方向是竖直向下的，而力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，因此当力臂在水平方向时，与重力才刚好垂直．
（2）根据杠杆的平衡条件计算；
（3）力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点．②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线．③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂．

解答 解：（1）杠杆只有在水平位置平衡时，杠杆本身才与竖直方向下的重力方向垂直，此时的力臂正好在杠杆上，是杠杆的长度，测量起来非常方便，同时，重力作用线过支点，还可以消除杠杆重力对杠杆平衡的影响；
（2）设每只钩码的重力G，杠杆每一格的长度为L，由杠杆的平衡条件可得，2G×3L=nG×2L，解得，n=3，则在杠杆B处应挂的钩码数是3个；
（3）反向延长动力的作用线，从支点O向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂．如下图所示：

故答案为：
（1）测量力臂；
（2）3；
（3）见解答图．

点评 本题考查了杠杆平衡的条件，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，因此在此实验中我们应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，以便直接读出力臂．探究杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂．