Question

4．小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中，他在依图甲所示完成教材中的探究任务后，又利用一个弹簧测力计继续进行探究如图乙所示．他的困惑是：在图乙中杠杆已经平衡的情况下，不知道怎样测弹簧拉力的力臂．

（1）请你在图乙中帮小明作出弹簧拉力F对支点O的力臂．
（2）实验结束后，通过图甲与图乙两次实验对比，小明找到了他在图乙实验中相对于图甲实验中的不足之处，请问你看出来了吗？请你写出一条关于小明在图乙所示实验中的不足之处：当测力计的拉力方向倾斜时，力臂不在杠杆上，不好确定力臂的大小．
（3）小明若将支点O移至杠杆一端，如图丙所示，他发现实验结果与前两次实验所得结论不一致，那么，你知道原因吗？原因可能是：杠杆的自重影响了测量结果．

Answer 1

分析 （1）依据力臂的定义画出支点到力的作用线的距离，即为测力计拉力的力臂；
（2）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（3）图丙中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响．

解答 解：
（1）如图支点O到力的作用线的距离，即为测力计拉力F的力臂：

（2）甲图中，杠杆在水平位置平衡后，钩码重力的方向是竖直向下，力臂正好等于支点到力的作用点的距离，可以从杠杆上直接测出；乙图中，当测力计的拉力方向倾斜时，力臂不在杠杆上，不好确定力臂的大小；
（3）利用如图丙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响．
故答案为：（1）见上图；（2）当测力计的拉力方向倾斜时，力臂不在杠杆上，不好确定力臂的大小；（3）杠杆的自重影响了测量结果．

点评 本题考查了杠杆平衡条件的应用，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首先调节杠杆在水平位置平衡．