Question

4．小刚和小明等同学一起做“探究杠杆的平衡条件”的实验．小刚将杠杆中点置于支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡．
（1）如图甲所示，若每个钩码重0.5N，且杠杆上每格相等，小明在杠杆左端图示位置处挂上3个钩码，
为使杠杆在水平位置平衡，他在图中A处施加一个方向向上的力F₁，此力的大小至少为2N；
（2）若撤去力F₁，改在杠杆右端B处施加一个力，这个力最小为1.5N；
（3）转动F₂，使F₂方向如图乙所示，仍使杠杆平衡．请在图乙中画出力F₂的力臂．

Answer 1

分析 （1）根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，力要最小，力臂须最大，由此分析计算最小力；
（2）根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，将已知条件代入便可求出F₂的大小；
（3）力臂是支点到力的作用线的距离，由此画出F₂的力臂．

解答 解：
（1）根据杠杆的平衡条件可知，当力臂最大时，力才最小，由图以A到O点距离为力臂是最大的力臂，则力方向应竖直向上，若杠杆上每格长为L，
F₁×3L=3×0.5N×4L，
所以F₁=2N；
（2）使杠杆在水平位置平衡，则力F₂的方向应竖直向下，由F₁L₁=F₂L₂得，F₂×4L=3×0.5N×4L，解得，F₂=1.5N；
（3）先延长力的作用线，再从O点作它的垂线，即F₂的力臂，如图所示：

故答案为：（1）2；（2）1.5；（3）见上图．

点评 此题是探究杠杆的平衡条件实验，考查了杠杆的调节及平衡条件的应用以及力臂的画法，要分析过程中，要注意力和力臂的统一，力臂的作图要规范．