Question

15．如圖1所示，小明在探究杠桿平衡的條件實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)器材有，杠桿，支架、刻錄尺、細(xì)線和彈簧測(cè)力計(jì)，若干個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼．

（1）安裝杠桿，把支點(diǎn)放在質(zhì)地均勻的杠桿中間，發(fā)現(xiàn)杠桿靜止在如圖甲所示位置，此時(shí)杠桿處于平衡（填平衡或非平衡）狀態(tài)．為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)把杠桿右端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡的好處是便于測(cè)量力臂．
（2）彈簧測(cè)力計(jì)使用前指針如圖乙所示，則測(cè)量時(shí)，首先您進(jìn)行的操作是校零．
（3）操作過程中，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)達(dá)到量程仍不能使杠桿水平平衡如圖丙所示，你認(rèn)為接下來合理的操作是讓拉力方向與杠桿垂直．（寫出一條即可）
（4）小明又提出了新的探究問題，“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是，小明利用如圖丁所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉，使杠桿處于水平平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡的條件不相符，其原因是杠桿有自重．
（5）使用杠桿能為我們的生活帶來方便，如圖2所示，下面杠桿能夠省距離的是D．

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂；杠桿左端低右端高，說明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響；
探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力的方向與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來；
（2）在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，要注意將指針調(diào)零；
（3）根據(jù)杠桿平衡條件分析；
（4）圖丁中，支點(diǎn)位于動(dòng)力和阻力的右側(cè)，彈簧測(cè)力計(jì)不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響；
（5）結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn)，判斷杠桿在使用過程中，動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿，省力的費(fèi)距離、費(fèi)力的省距離．

解答 解：（1）杠桿靜止時(shí)，就是處于平衡狀態(tài)；為使杠桿在水平位置平衡，需要使杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
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(shí)，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，因此第二組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與杠桿垂直，便于測(cè)量力臂；
（2）由圖知，在使用前，彈簧測(cè)力計(jì)的指針未指零，應(yīng)調(diào)節(jié)指針在零刻度線處，即校零；
（3）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)達(dá)到量程仍不能使杠桿水平平衡，可以讓拉力方向與杠桿垂直或換用更大量程的測(cè)力計(jì)；
根據(jù)杠桿的平衡條件，也可以減少左側(cè)鉤碼的數(shù)量或者左側(cè)鉤碼右移；
（4）圖丁中，杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來的數(shù)值偏大；
（5）4）A、鉗子在使用過程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費(fèi)距離；
B、獨(dú)輪車在使用過程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費(fèi)距離；
C、羊角錘在使用過程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，但費(fèi)距離；
D、筷子在使用過程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，但省距離．故選D．
故答案為：
（1）平衡；　左；　便于測(cè)量力臂；（2）校零；�。�3）讓拉力方向與杠桿垂直；（4）杠桿有自重；（5）D．

點(diǎn)評(píng) 在探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，是為了便于在杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂．杠桿平衡條件是杠桿平衡計(jì)算的基礎(chǔ)內(nèi)容，一定要掌握．
此題同時(shí)考查杠桿的分類，主要包括以下幾種：①省力杠桿，動(dòng)力臂大于阻力臂；②費(fèi)力杠桿，動(dòng)力臂小于阻力臂；③等臂杠桿，動(dòng)力臂等于阻力臂．