Question

探究杠桿的平衡條件

（1）如圖1所示，若杠桿在使用前左端低，右端高，要使它在水平位置平衡，應將杠桿右端的螺母向______（填“左”或“右”）調節(jié)至平衡．杠桿平衡后，在整個實驗過程中______（填“可以”或“不可以”）再旋動兩側的螺母．
（2）下列實驗步驟中
A、調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
B、計算每次實驗中F₁×L₁和F₂×L₂的大小，根據計算結果得出杠桿的平衡條件．
C、改變鉤碼的個數和位置，重復實驗．
D、記下動力F₁、動力臂L₁、阻力F₂和阻力臂L₂的大小，將數據填入表格中．
E、將鉤碼掛在杠桿的支上點兩邊，先改變動力或動力臂的大小，然后調節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡．
正確的順序是______ （填序號）．
（3）如圖2若斜向下拉動彈簧測力計使杠桿處于水平位置平衡，此時鉤碼總重力為G，測力計的拉力為F，則G×OM______ F×ON．（填“＞”“＜”或“=”）
（4）如圖3甲，某次實驗時杠桿處于水平平衡狀態(tài)，懸掛在A、B兩點的鉤碼個數（虛線框內）未畫出．若在兩端再同時掛上相等質量的小球（如圖3乙），則杠桿______．若將甲圖中左右兩端的鉤碼各自向外側移動一小格（如圖3丙），則杠桿______（以上兩空選填序號：①右端下降　②左端下降　③仍水平靜止）

Answer 1

解：（1）在使用此杠桿前發(fā)現左端低，右端高，說明杠桿的重心偏左，要使它在水平位置平衡，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）都要向杠桿上翹的右端調節(jié)．所以可以將杠桿右端的平衡螺母向右調節(jié)，也可以將左端的平衡螺母向右調節(jié)，此后，在整個實驗過程中，螺母再調節(jié)會改變杠桿重心的位置，使杠桿重力對杠桿平衡又產生影響，因此不能再旋動兩側的平衡螺母．
故答案為：右；不可以．
（2）經分析，探究杠桿平衡的步驟為：
A、調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
E、將鉤碼掛在杠桿的支上點兩邊，先改變動力或動力臂的大小，然后調節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡．
D、記下動力F₁、動力臂L₁、阻力F₂和阻力臂L₂的大小，將數據填入表格中．
C、改變鉤碼的個數和位置，重復實驗．
B、計算每次實驗中F₁L₁和F₂L₂的大小，根據計算結果得出杠桿的平衡條件．
故答案為：AEDCB．
（3）如圖2中斜向下拉動彈簧測力計使杠桿處于水平位置平衡，拉力的方向與杠桿不再垂直，右面的力臂要小于ON的長度，也就是ON比彈簧測力計拉力的力臂大，因此G×OM＜F×ON．
故答案為：＜．
（4）設一個鉤碼的重為G，一個格為L，原來杠桿：3G×2L=2G×3L，處于平衡狀態(tài)；
①若在兩端再同時掛上相等質量的小球，左邊=4G×2L，右邊=3G×3L，右邊力和力臂的乘積大，右端下降；
②若將甲圖中左右兩端的鉤碼各自向外側移動一小格，左邊=3G×3L，右邊=2G×4L，左邊力和力臂的乘積大，左端下降．
故答案為：①；②．
分析：（1）實驗前，應首先進行杠桿平衡調節(jié)，根據杠桿的平衡條件，杠桿不平衡時，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）向杠桿上翹的一端調節(jié)．但實驗過程中，螺母再調節(jié)會改變杠桿重心的位置，使杠桿重力對杠桿平衡又產生影響，因此不能再調節(jié)平衡螺母．
（2）探究杠桿平衡條件的步驟：①調節(jié)杠桿在水平位置平衡；
②左右掛不同數量的鉤碼，使杠桿在水平位置重新平衡，繼續(xù)動力、動力臂、阻力、阻力臂；
③改變鉤碼的位置和數量，重復進行實驗；
④對動力、動力臂、阻力、阻力臂進行加、減、乘、除，得到杠桿平衡條件．
（3）力臂是支點到力的作用線的距離，不是支點到力的作用點的距離．
（4）杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，根據杠桿平衡的條件對各做法進行分析．
點評：（1）杠桿的重心變動通過螺母的調節(jié)來實現的，使它在支點上，就不會對杠桿平衡產生影響，一定注意的是實驗過程中螺母的移動會改變杠桿重心的位置，因此一定不能再調節(jié)平衡螺母．
（2）本題考查了杠桿平衡條件的應用，杠桿是否平衡取決于力和力臂的乘積是否相等，只比較力或力臂大小不能得出正確結果．