Question

13．如圖是利用鐵架臺(tái)、帶有均勻刻度的勻質(zhì)杠桿、細(xì)線、數(shù)量足夠且每個(gè)重力均為1N的鉤碼等實(shí)驗(yàn)器材探究“杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)．

（1）在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于測(cè)量力臂；若實(shí)驗(yàn)前杠桿如圖甲所示，可將杠桿兩端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，以使杠桿在水平位置平衡．
（2）在圖乙中，A點(diǎn)懸掛三個(gè)鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，需在B點(diǎn)懸掛2個(gè)鉤碼；取走懸掛在B點(diǎn)的夠嗎，改用彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)豎直向下拉，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為1N；若彈簧測(cè)力計(jì)仍在C點(diǎn)，改變拉力的方向，斜向右下方（如圖虛線方向）拉彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿仍在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將大于（選填“大于”、“等于”或“小于”）1N．
（3）實(shí)驗(yàn)中，用裝置丙的方式懸掛鉤碼，杠桿也能水平平衡（杠桿上每格等距），但老師建議同學(xué)不宜采用這種方式，該種方式的不足主要是因?yàn)镃
A．一個(gè)人無法獨(dú)立操作              B．力臂和杠桿不重合
C．力和力臂數(shù)目過多，不易得出結(jié)論       D．杠桿受力不平衡．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時(shí)，應(yīng)向上翹的一端調(diào)節(jié)平衡螺母；使杠桿在水平位置平衡的目的是為了直接從杠桿上讀出力臂；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件求出B點(diǎn)、C點(diǎn)的力；阻力和阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力增大；
（3）在初中階段，探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，作用在杠桿上的力只有一個(gè)動(dòng)力和一個(gè)阻力，不探究多個(gè)動(dòng)力或阻力的作用下的杠桿平衡．

解答 解：
（1）由圖可知，杠桿左端較低，為使其在水平位置平衡，應(yīng)向右端移動(dòng)平衡螺母；杠桿在水平位置平衡時(shí)，力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，可以方便的讀出力臂；
（2）一個(gè)鉤碼的重是1N，設(shè)杠桿一個(gè)小格是L，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，3N×2L=F_B×3L，
解得F_B=2N，即在B處掛2個(gè)鉤碼；
若在C點(diǎn)豎直向下拉，根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，
3N×2L=F_C×6L，解得：F_C=1N；
如改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向，使之斜向右下方，阻力和阻力臂不變，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力要增大，所以彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大于1N．
（3）實(shí)驗(yàn)中，如圖所示的方式懸掛鉤碼，杠桿平衡是杠桿的左側(cè)在多個(gè)力共同作用的結(jié)果，采用這種方式是不妥當(dāng)?shù)模�這主要是因?yàn)楦軛U的力和力臂數(shù)目過多，故選C．
故答案為：（1）便于測(cè)量力臂；右；（2）2；1；大于；（3）C．

點(diǎn)評(píng) 探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，便于測(cè)量力臂大小，杠桿的重心通過支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響，使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單化，便于探究．