Question

15．在探究杠杆平衡条件的实验中：

（1）小丽把杠杆支在支架上，若杠杆左端下沉，可调节左端的平衡螺母向右端移动，使杠杆在水平位置平衡．
（2）如图1所示，在杠杆右边B处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左边A处挂3个相同的钩码．
（3）如图2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，杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F变大（填“变大”、“不变”或“变小”）．
（4）探究过程中，在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G=2.5N的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态（如图3）．根据多次测量的F、L数据，画出 F和$\frac{1}{L}$的图线如图4，由图乙可得出杠杆平衡的条件是F与L成反比，根据杠杆平衡条件，可求出重力G的力臂是0.2m．

Answer 1

分析 （1）哪端较高，则应将平衡螺母向哪端移动；
（2）根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂进行分析；
（3）根据杠杆的平衡条件，F₁L₁=F₂L₂，当测力计倾斜时，动力臂减小，则动力变大；
（4）根据图象结合正比例、反比例函数的特点进行分析；
根据图象中某个点的数据代入公式便可求出．

解答 解：（1）左端下沉，右端较高，则应将平衡螺母向右端移动；
（2）设每个钩码的重力为G，每个格的长度为L，根据杠杆的平衡条件：
F₁L₁=F₂L₂
F₁×2L=2G×3L
则F₁=3G
所以应在杠杆左边A处挂三个钩码；
（3）当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，力臂减小，根据杠杆的平衡条件，力将变大；
（4）①如乙图，F和$\frac{1}{L}$成正比，FL为定值，所以FL为定值，可以推断F-L成反比．
②因为$\frac{1}{L}$=4m^-1，所以L=0.25m，
根据杠杆平衡条件得：GL'=FL，
所以，2.5N×L'=2N×0.25m，
所以，L'=0.2m．
故答案为：（1）右； （2）3； （3）变大；  （4）反；0.2．

点评 （1）本题真正考查了正比和反比的含义，当两个物理量的比值一定时，两个物理量成正比；当两个物理量的乘积一定时，两个物理量成反比．
（2）题目中没有直接给出动力臂和动力，而是从图象上搜索，这是一道比较新颖的题目，值得仔细研究．