Question

13．如图是“探究杠杆平衡条件“的实验装置．（实验中钩码完全相同，个数不限）

（1）在实验前，发现杠杆左端略高于右端，应将螺母向左调节，直到杠杆在水平位置平衡．
（2）在图甲中的A处挂2个钩码，要使杠杆水平平衡，在B处应挂3个钩码．
（3）在图乙中的C处施加竖直向下的拉力F，使杠杆水平平衡．当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平衡，拉力F的大小将变大，原因是阻力和阻力臂不变时，动力臂会变小．
（4）若保持左侧在A点悬挂2个钩码不变．某同学依次在O点右侧第一格、第二格、第三格、第四格处悬挂相应的钩码使杠杆仍在水平位置平衡，请算出相应钩码的个数，并将对应的数据在坐标纸图丙描点，绘出钩码个数与力臂格数的图象．

Answer 1

分析 （1）当杠杆左端略高于右端时，说明杠杆的右端力大而下沉，左端力小而上升．应将螺母向左调节，杠杆才能平衡；
（2）由杠杆的平衡条件可推出B处所挂钩码的个数；
（3）当拉力F向右倾斜时，其力臂会变小．要保持杠杆水平平衡，拉力F的大小就变大；
（4）根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来；阻力和阻力臂的乘积不变时，从图象中选择动力和动力臂的对应值，得出动力跟动力臂的乘积也不变．

解答 解：（1）杠杆平衡的调节和天平调节类似，当杠杆左端略高于右端时，说明杠杆的右端力大而下沉，左端力小而上升．应将螺母向左调节，相当于向左端增加了力，杠杆才能平衡．
（2）由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂知，杠杆左端挂两个钩码，其力为2G，力臂为3格．右端力臂为2格，则力F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$，即右端要挂3个钩码．
（3）在图乙中的C处施加竖直向下的拉力F，使杠杆水平平衡．当拉力F向右倾斜时，其力臂的长度将会变小，由于阻力和阻力臂都不变，所以动力会变大；
（4）由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂知，杠杆左端挂两个钩码，其力为2G，力臂为3格．右端力臂为1格，则力F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$，即右端要挂6个钩码．
由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂知，杠杆左端挂两个钩码，其力为2G，力臂为2格．右端力臂为2格，则力F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$，即右端要挂3个钩码．
由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂知，杠杆左端挂两个钩码，其力为2G，力臂为3格．右端力臂为3格，则力F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$，即右端要挂2个钩码．
由杠杆的平衡条件F₁L₁不变，F₂L₂成反比；
根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：

故答案：（1）左；（2）3；（3）变大；阻力和阻力臂不变时，动力臂会变小；（4）如上图．

点评 本题考查了杠杆平衡条件的实验，作图以及根据杠杆平衡条件计算；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．