Question

13．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干．
（1）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将平衡螺母向左调，直至杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量力臂．
（2）如图甲所示，杠杆在水平位置平衡，如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆左（填“左”或“右”）端将下沉．
（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），其原因是：动力臂变小了．

Answer 1

分析 （1）杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（2）用杠杆的平衡条件来判断，力和力臂乘积大的一端，杠杆该端下沉；
（3）阻力和阻力臂不变时，弹簧测力计倾斜，动力臂变小，动力变大．

解答 解：
（1）杠杆右端下沉，应将杠杆重心向左移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，力臂等于支点到力的作用线的距离，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；
（2）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，
如果在图甲中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时，
杠杆的左端：3G×3L=9GL，
杠杆的右端：2G×4L=8GL，
所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积，所以杠杆左端下沉；
（3）乙图中，弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OC，弹簧测力计向右倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大．
故答案为：（1）左；便于测量力臂；（2）左；（3）变大；动力臂变小了．

点评 （1）利用杠杆平衡条件，可以求出力或力臂大小，也可以判断杠杆是否平衡，或杠杆的哪端下沉等，杠杆平衡条件应用很广泛；
（2）当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上，倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上，力臂变小．