Question

【题目】物理实验复习时，小美和小丽在探究有关杠杆平衡的问题。

（1）为了便于测_______，小美先将杠杆调节至水平位置平衡；在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后，杠杆的______端下降。要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码的总数和悬挂点的位置，只需将______即可。

（2）小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉，结果杠杆转至竖直位置，如图乙所示，小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡，你认为原因是_______________________________________________。

（3）她们认为第（2）问中拉力是做功的。如果水平向右的拉力大小不变，OA长为L，将杠杆从竖直位置拉着转过的过程中，拉力F做的功为____________。

Answer 1

【答案】 力臂的长度 左端 左端取下两个钩码挂到右侧钩码下面 杠杆在水平位置平衡时，水平向右的拉力F的力臂为0

【解析】（1）力臂等于支点到力的作用线的垂直距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，便于测量力臂．

若每个钩码重为G，杠杆上每格长L，

由图甲，左侧力与力臂的乘积：5G×4L=20GL，

右侧力与力臂的乘积：2G×3L=6GL，

因为：20GL＞6GL，所以杠杆左侧下降；

如果不改变钩码总数和悬挂点位置，若要杠杆平衡，设从左侧取下n个钩码挂到右侧，

则：（5-n）G×4L=（2+n）G×3L，

解得：n=2，即需将左侧2个钩码挂到右侧即可；

（2）由图将杠杆左侧的所有钩码拿掉，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，当杠杆拉到水平位置时F的作用线通过支点，即力臂为0，根据杠杆的平衡条件所以始终不能平衡；

（3）图乙中，杠杆从竖直位置转过30°的过程，立杆、OA和水平距离三者形成一个直角三角形，其中两个角分别为30°和60°，由几何知识可知，

F水平移动距离为OA长的一半，即，

所以拉力F做的功： ．

故答案为：

（1）力臂的长度；左；

（2）左；左端取下两个钩码挂到右侧钩码下面；

（3）