Question

【題目】物理實驗復習時，小美和小麗再探究有關(guān)杠桿平衡的問題．

（1）如圖甲所示，要使杠桿在水平位置平衡，可將杠桿左端的平衡螺母向調(diào)節(jié)．
（2）掛上鉤碼，正確調(diào)節(jié)使杠桿再次平衡．此時掛在杠桿上的鉤碼施加的動力、阻力方向恰好與杠桿 ， 掛鉤碼位置所對應(yīng)的刻度值就等于 ．
（3）小美在左右兩側(cè)各掛如圖乙所示的鉤碼后，杠桿的端下降．要使杠桿重新在水平位置平衡，如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點位置，只需將即可．
（4）小麗還想探究當動力和阻力在杠桿同側(cè)時杠桿的平衡情況，于是她將杠桿左側(cè)的所有鉤碼拿掉，結(jié)果杠桿轉(zhuǎn)至豎直位置，如圖丙所示．小麗在A點施加一個始終水平向右的拉力F，卻發(fā)現(xiàn)無論用多大的力都不能將杠桿拉至水平位置平衡．你認為原因是 ．
（5）他們認為（4）問中拉力是做功的．如果水平向右的拉力F大小不變，OA長L，將杠桿從豎直位置拉著轉(zhuǎn)過30°的過程中，拉力F做功為 ．

Answer 1

【答案】
（1）左
（2）垂直；力臂
（3）左；下左側(cè)2個鉤碼掛到右側(cè)鉤碼下方
（4）水平位置時動力臂為零杠桿無法平衡
（5） ?FL
【解析】解：（1）由圖可知，杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，直至杠桿在水平位置平衡；（2）掛上鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，力的方向與杠桿垂直，力臂等于支點到力的作用線的垂直距離，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來，便于測量力臂；（3）若每個鉤碼重為G，杠桿上每格長L，
由圖甲，左側(cè)力與力臂的乘積：5G×4L=20GL，
右側(cè)力與力臂的乘積：2G×3L=6GL，
因為：20GL＞6GL，所以杠桿左側(cè)下降；
如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點位置，若要杠桿平衡，左側(cè)取下n個鉤碼掛到右側(cè)，
則：（5﹣n）G×4L=（2+n）G×3L，
解得：n=2，即需將左側(cè)2個鉤碼掛到右側(cè)即可；（4）由圖將杠桿左側(cè)的所有鉤碼拿掉，在A點施加一個始終水平向右的拉力F，當杠桿拉到水平位置時F的力臂通過支點，即力臂為0，根據(jù)杠桿的平衡條件所以始終不能平衡；（5）由圖杠桿從豎直位置轉(zhuǎn)過30°的過程，F(xiàn)水平移動距離為OA長的一半，即 L，
所以拉力F做的功：W=F× L= FL．
所以答案是：（1）左；（2）垂直；力臂；（3）左；下左側(cè)2個鉤碼掛到右側(cè)鉤碼下方；（4）水平位置時動力臂為零杠桿無法平衡；（5） FL．