Question

5．利用如圖所示的裝置來探究“杠桿的平衡條件”

（1）實驗前，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)，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是可以直接從杠桿上讀出力臂的大��；
（2）杠桿平衡后，如圖乙所示，在杠桿B點掛3個相同的鉤碼，可在杠桿的D點掛4個相同的鉤碼，就可使杠桿重新在水平位置平衡，當(dāng)杠桿平衡 后，將B、D兩處的鉤碼同時往O點移動一格，杠桿能夠繼續(xù)平衡？不平衡
（3）保持B點鉤碼數(shù)量和力臂不變，杠桿在水平位置平衡時，測出多組動力臂l₁和動力F₁的數(shù)據(jù)，繪制了l₁-F₁的關(guān)系圖象，如圖丙所示．請推算當(dāng)l₁為0.5m時，F(xiàn)₁為0.6N．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，左邊下沉往右調(diào)；杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小，杠桿的重心通過支點，消除杠桿重對杠桿平衡的影響，使實驗簡單化，便于探究；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件做出解答．
（3）由于此題中的阻力和阻力臂不變，故據(jù)杠桿的平衡條件分析即可解決．

解答 解：（1）杠桿不在水平位置，左端向下傾斜，右端上翹，故應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，支點到力的作用點的距離就是力臂，便于測量力臂大小；
（2）設(shè)一鉤碼重為G，一格為L，根據(jù)杠桿平衡條件可知：3G×4L=F_D×3L，所以F_D=4G，需在D點掛4個鉤碼；如果把圖中B、D處的鉤碼分別向靠近支點處移動一格，左側(cè)變?yōu)?G×3L=9Gl，右側(cè)變?yōu)?G×2l=8Gl，左側(cè)的力與力臂的乘積大于右側(cè)的，故不再平衡．
（3）由于此題中的阻力和阻力臂不變，據(jù)F₁L₁=F₂L₂可知，利用圖象中任意一組數(shù)據(jù)都能得出，F(xiàn)₂L₂=F₁L₁=0.1m×3N=0.3N•m；
故若當(dāng)L₁為0.5m時，F(xiàn)₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{0.3N•m}{0.5m}$=0.6N；
故答案為：（1）右；力臂的大��；（2）4；不平衡；（3）0.6．

點評 本題主要考察杠桿的平衡條件，以及力臂變化后杠桿是否平衡問題，是一道常見題．