Question

4．在“探究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的质量都相等．

（1）实验开始时，杠杆如图甲所示处于静止状态．为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向左移动（选填“左”或“右”）．
（2）调节杠杆水平平衡后，如图乙所示，在M点挂上2个钩码，在N点挂上3个钩码．此时，杠杆在水平位置是否平衡：不平衡（选填“平衡”或“不平衡”）．
（3）用弹簧测力计和钩码配合使用，也可以研究杠杆平衡条件．如图丙所示，若每个钩码的质量是50g，则可用量程为0～5N的弹簧测力计在B处（选填“A”、“B”或“C”）竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，获取实验数据．

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；
（2）杠杆是否平衡，取决于两边力和力臂的乘积是否相等，若F₁L₁=F₂L₂，杠杆平衡；若F₁L₁≠F₂L₂，杠杆就不平衡，会沿力和力臂成积大的力的方向转动；
（3）左侧钩码对杠杆的作用力向下，使杠杆沿逆时针转动，则弹簧测力计施加的力使杠杆沿顺时针转动，保持杠杆平衡；杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂计算出弹簧秤的示数，判断弹簧测力计的位置．

解答 解：
（1）图甲中，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；
（2）图乙中，设一格为L，一个钩码重G，则有2G×4L＜3G×3L，即右边的力和力臂的乘积大于左边的力和力臂的乘积，杠杆不能在水平位置平衡，会沿顺时针方向转动；
（3）图丙中，钩码对杠杆的作用力使杠杆沿逆时针转动，现欲用弹簧测力计沿竖直向上的力拉杠杆，要保持杠杆保持平衡状态，则弹簧测力计的作用力应使杠杆沿顺时针转动，所以要作用在杠杆的左端；
丙图中钩码的重力G=mg=4×0.05kg×10N/kg=2N；
由杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可得：
如果拉力在A点，则F=$\frac{G{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{2N×3L}{1L}$=6N，因为弹簧测力计的量程为0～5N，拉力超过了测力计的量程；
如果拉力在B点，则F=$\frac{G{L}_{2}}{{L}_{1}′}$=$\frac{2N×3L}{5L}$=1.2N，拉力没有超过弹簧测力计的路程，故弹簧测力计在B处竖直向上拉杠杆，可以使其在水平位置平衡，获取实验数据．
故答案为：（1）左；（2）不平衡；（3）B．

点评 本题主要考查对“探究杠杆平衡条件”的实验内容的了解．杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂；运用此条件进行杠杆平衡的计算．