Question

2．如圖丙是小王利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)．（每個(gè)鉤碼重0.5N） 
（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，此時(shí)杠桿是（選填“是”或“否”）平衡，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將平衡螺母向右（填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡，目的是：便于測(cè)量力臂并能避免杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響
（2）①如圖甲所示，若在杠桿A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，則在B點(diǎn)處應(yīng)掛6個(gè)同樣的鉤碼，才能保證杠桿仍然在水平位置平衡．
②如圖甲所示，若把B點(diǎn)處的鉤碼取下，換成在B點(diǎn)處施加一個(gè)豎直向下的拉力F，則當(dāng)F=3N時(shí)，才能保證杠桿仍然在水平位置平衡．當(dāng)拉力F向右傾斜時(shí)，若仍要保持杠桿在水平位置平衡，則拉力F的大小將變大（填“變大”、“變小”或“不變”），原因是動(dòng)力臂變小．
（3）如果小王又進(jìn)行了如圖乙所示的探究，考慮杠桿自重的影響，發(fā)現(xiàn)用彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)豎直向上拉使杠桿仍然處于水平位置平衡時(shí)，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)大于3N．

Answer 1

分析 （1）杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)就是平衡；在調(diào)平杠桿平衡時(shí)，杠桿的哪端高，平衡螺母要向哪端移動(dòng)，在水平位置平衡便于測(cè)量力臂及消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
（2）阻力和阻力臂不變時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)傾斜，動(dòng)力臂變小，動(dòng)力變大；
（3）若杠桿的支點(diǎn)在杠桿的中點(diǎn)處，此時(shí)重力恰好作用在支點(diǎn)，若不在中點(diǎn)，此時(shí)杠桿的平衡會(huì)受重力的影響，根據(jù)重力的方向判斷出重力是使杠桿向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而判斷出測(cè)量結(jié)果偏差．

解答 解：（1）杠桿的平衡，有杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，靜止時(shí)是平衡；
杠桿靜止時(shí)，杠桿左端下沉，說(shuō)明右端偏高，平衡螺母需向右調(diào)節(jié)；
實(shí)驗(yàn)前，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿水平平衡；這樣做的好處是便于測(cè)量力臂并能避免杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響；
（2）①如圖甲所示，若在杠桿A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，則在B點(diǎn)處應(yīng)掛：
由圖甲可知，根據(jù)杠桿的平衡原理：4G×3L=nG2L，解得，n=6；
②如圖甲所示，若把B點(diǎn)處的鉤碼取下，換成在B點(diǎn)處施加一個(gè)豎直向下的拉力F，
則有杠桿的平衡條件可得，4G×3L=F×2L，解得F=6G=6×0.5N=3N；
甲圖中，在B點(diǎn)處施加一個(gè)豎直向下的拉力F，拉力力臂為OB，拉力F向右傾斜拉杠桿，拉力的力臂小于OB，動(dòng)力、動(dòng)力臂不變，拉力力臂變小，所以拉力變大．
（3）若不計(jì)杠桿的重力，根據(jù)杠桿的平衡條件：
F_向上L_向上=F_向下L_向下
F′×2L=3G×4L
解得F′=6G=6×0.5N=3N．
由于桿的重心在桿的中點(diǎn)，方向豎直向下，重力與鉤碼同時(shí)使杠桿向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)大于3N．
故答案為：（1）是；右；便于測(cè)量力臂并能消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；（2）①6；②3；   變大； 動(dòng)力臂變��；（3）自重； 3．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究杠桿平衡實(shí)驗(yàn)，考查了杠桿的調(diào)平及杠桿平衡條件的應(yīng)用，在利用平衡條件公式時(shí)，要注意分析力和對(duì)應(yīng)的力臂．