Question

17．在探究杠桿平衡條件的過程中．

（1）我們把支點(diǎn)放在質(zhì)地均勻的杠桿中間，這樣做的目的是避免杠桿自身重力對實(shí)驗(yàn)的影響；
實(shí)驗(yàn)時，首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，并使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于測量力臂；同學(xué)們通過多次實(shí)驗(yàn)，得出以下數(shù)據(jù)，請你應(yīng)用杠桿平衡條件，把表格中的數(shù)據(jù)填寫完整．

物理量\次數(shù)	1	2	3	4
L1/m	0.1	0.15	0.2	0.2
F1/N	0.5	0.5	1.5	2
L2/m	0.05	0.05	0.1	0.1
F2/N	1	1.5	3	4

（2）小明同學(xué)實(shí)驗(yàn)時，在杠桿上掛了如圖a所示的兩組鉤碼．若在不加減鉤碼的前提條件下，把左端的兩個鉤碼向右移動1個格，可使杠桿平衡；若在不移動鉤碼位置的前提條件下，采用兩端同時減掉1個鉤碼的方法，也可使杠桿平衡（杠桿上相鄰刻線之間的距離相等，每個鉤碼的質(zhì)量都相同）．
（3）在杠桿上掛1牛的重物，如圖b所示，則彈簧測力計的示數(shù)＞2牛（選填“＞”、“=”或“＜”）；若將所掛的重物往右移，則彈簧測力計的示數(shù)會變�。ㄟx填“變大”、“不變”或“變小”），若所掛重物位置不變把彈簧測力計改為豎直向上拉（所拉位置不變），則彈簧測力計的示數(shù)會變�。ㄟx填“變大”“不變”或“變小”）．

Answer 1

分析 （1）探究杠桿平衡條件時，杠桿的重心在支點(diǎn)上，目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響；使杠桿在水平位置平衡，此時力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；根據(jù)杠桿的平衡條件求出動力；
（2）杠桿處于不平衡狀態(tài)，通過移動和增減鉤碼，使杠桿重新達(dá)到平衡，滿足杠桿的平衡條件．
（3）根據(jù)杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂求解即可得出答案．

解答 解：（1）杠桿重心在其支點(diǎn)處，杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實(shí)驗(yàn)的影響；
力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來，便于測量力臂；
根據(jù)杠桿的平衡條件可知：F₁L₁=F₂L₂，帶入數(shù)據(jù)得：F₁×0.2m=0.1m×4N；解得：F₁=2N；
（2）假設(shè)每個鉤碼重1N，每小格為5cm，①杠桿左端：在距支點(diǎn)4個小格處掛2個鉤碼，F(xiàn)₁=2N，L₁=5cm×4=20cm，則F₁L₁=2N×20cm=40N•cm；杠桿右端：在距支點(diǎn)2個小格處掛3個鉤碼，F(xiàn)₂=3N，L₂=5cm×2=10cm，則F₂L₂=3N×10cm=30N•cm；
杠桿不平衡，右端不變的情況下，左端鉤碼向右移動1個格，此時L₁=5cm×3=15cm，這樣就滿足F₁L₁=F₂L₂，杠桿就平衡了．不移動鉤碼，就是不改變力臂，兩邊同時減掉1個鉤碼時，杠桿左端：F₁=1N，L₁=5cm×4=20cm，則F₁L₁=1N×20cm=20N•cm；
（3）因?yàn)槿魷y力計豎直向上拉動，由F₁L₁=F₂L₂得F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{1N×4格}{2格}$=2N，若測力計斜向上拉動，則L₁變小，F(xiàn)₁變大，大于2N；
若重物右移，則L₂變小，由F₁L₁=F₂L₂可知在F₂、L₁不變時L₂變小，F(xiàn)₁變�。�
若所掛重物位置不變把彈簧測力計改為豎直向上拉，則拉力的力臂會變大，根據(jù)杠桿平衡條件可知，拉力會變小．
故答案為：（1）避免杠桿自身重力對實(shí)驗(yàn)的影響；便于測量力臂；2；（2）1；1個鉤碼；（3）＞；變��；變小．

點(diǎn)評 杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)時，我們就說杠桿平衡．為了從杠桿上讀出力臂，應(yīng)使杠桿水平平衡．