Question

10．小明利用如图所示的装置，来“探究杠杆的平衡条件”．
（1）若实验前杠杆如图甲所示此时杠杆平衡（填“平衡”或“不平衡”），为使杠杆在水平位置平衡，应该向右（填“左”或“右”）调节平衡螺母，目的是便于测量力臂大小．
（2）调节完毕后，当在杠杆B点挂3个质量相同的钩码，如图乙所示，那么在杠杆的D点挂4个质量相同的钩码，能使杠杆在图示位置平衡．当杠杆平衡后，将B、D两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格，那么杠杆右端（填“左”或“右”）将翘起．
（3）某同学做了图乙一次实验后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，小明同学认为他的做法不合理，理由是一次实验得出的结论具有偶然性．
（4）实验中若不在D点挂钩码，而在杠杆的A点或C点使用弹簧测力计使杠杆在图示位置平衡，小明认为在A点弹簧测力计示数一定比在C点小，你认为小明的观点不正确（填“正确”或“不正确”）你判断的理由是作用在A点时的动力臂可能比作用在C点时的动力臂小．

Answer 1

分析 （1）杠杆处于静止状态和匀速转动状态都称为杠杆平衡；为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响，使实验简单化，便于探究；
（2）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件判断在D点挂钩码的数量；根据杠杆平衡条件判断是否平衡；
（3）探究杠杆平衡条件时，一般要进行多次测量，为了使实验结论具有普遍性，只有一次实验得出的结论是不科学的；
（4）阻力和阻力臂一定时，要使动力最小，动力臂要最大，在D点施加一个竖直向上的力，根据杠杆平衡条件得出判断理由．

解答 解：（1）杠杆静止时，杠杆处于平衡状态；图甲中，杠杆右高左低，应将右端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，杠杆重心通过支点，可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）一个钩码的重力为G，设杠杆一个小格代表L，
根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可得：
3G×4L=nG×3L，
解得：n=4；
当杠杆平衡后，将B、D两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格，
则杠杆左端：F₁L₁=3G×3L=9GL，
杠杆右端：F₂L₂=4G×2L=8GL，
则F₁L₁≠F₂L₂，即杠杆不能在水平位置保持平衡，右端将上翘；
（3）只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂．这种结论很具有偶然性，不合理．要进行多次实验，总结杠杆平衡条件；
（4）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知：在阻力和阻力臂一定时，由图可知：在杠杆的A点或C点的力臂长端，还取决于拉力的方向，故作用在A点时的动力臂可能比作用在C点时的动力臂小，所以在A点弹簧测力计示数一定比在C点小是不正确的．
故答案为：（1）平衡； 右；便于测量力臂大小；（2）4； 右；（3）一次实验得出的结论具有偶然性；
（4）不正确； 作用在A点时的动力臂可能比作用在C点时的动力臂小．

点评 本题考查了杠杆平衡条件的实验及其应用，关键是分析出杠杆所受的力及对应的力臂，将已知条件代入便可；力竖直作用在杠杆上，力臂最长，力最小．