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【题目】如图1所示,某小组研究“杠杆的平衡条件”,器材:有刻度的杠杆、若干个相同的钩码、弹簧测力计等,O为杠杆的支点.

(1)实验前,应先调节杠杆在 位置平衡.这样做,除了可以消除自身的重力影响,还可以方便地测量或读出 .调节时,如发现杠杆左端偏高,应如何操作:

(2)某实验小组记录两组数据如下:

实验序号

动力F1/N

动力臂l1/cm

阻力F

2/N

阻力臂l2/cm

1

2

20

1

10

2

1

8

2

4

根据分析,这组数据中,实验序号为 (选填:“1”或“2”)的一组肯定有错误.检查发现是测量动力臂时读错了,动力臂的实际值比记录值 (选填:大或小).

(3)如图2所示,弹簧测力计在C处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填:变大、变小或保持不变),其原因是

(4)某次实验中,若采取如图3所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置保持平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式,这主要是以下哪种原因 (选填字母).

A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码

C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多

(5)如图4所示,实验小组选用长1.6m、粗细均匀的一只金属杆,绕O点在竖直平面内自由转动,同时将一个“拉力﹣﹣位移传感器”竖直作用在杆上,并使杠杆在水平位置始终保持平衡.该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图5所示.由图可知金属杆重 N.

【答案】(1)水平;力臂;将平衡螺母向左调;

(2)1;小;

(3)变大;该力的力臂变小了;

(4)D;

(5)10.

【解析】解:(1)因为杠杆的重力对杠杆平衡产生的影响,实验前,应首先进行杠杆平衡调节.当杠杆处于水平平衡时,作用在杠杆上的动力和阻力﹣﹣钩码的重力﹣﹣的方向恰好与杠杆垂直,这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出.因此,调节杠杆的水平平衡是为了便于测量力臂的大小.

如发现杠杆左端偏高,说明杠杆重心位置偏右,向左调节杠杆左侧平衡螺母或向左调节杠杆右侧平衡螺母.

(2)分析表中数据:实验序号1中,F1L1=2N×20cm=40Ncm;而F2L2=1N×10cm=10Ncm,∴F1L1≠F2L2

因杠杆平衡,该组乘积不相等说明数据有错误.

实验序号2中,F1L1=1N×8cm=8Ncm,而F2L2=2N×4cm=8Ncm,则F1L1=F2L2

因杠杆平衡,该组乘积相等说明数据正确.

由F1L=F2L2得:L===5cm<10cm;

即:动力臂的实际值比表中的记录值小.

(3)弹簧测力计竖直拉和向右倾斜拉动杠杆在水平位置平衡,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计向右倾斜拉动杠杆时,动力臂变小,根据杠杆平衡条件,动力变大,所以弹簧测力计示数变大.

(4)当杠杆上挂多组钩码时,力和力臂数目增加,虽然也能得出正确的结论,但是使实验复杂化,给实验带来难度.所以选项D正确.

(5)粗细均匀的金属杆长为1.6m,则其重心在0.8m处,此处动力臂等于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,拉力的大小即为金属杆的重,故重力为10N.

故答案为:(1)水平;力臂;将平衡螺母向左调;

(2)1;小;

(3)变大;该力的力臂变小了;

(4)D;

(5)10.

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