Question

7．下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验．（每个钩码重0.5N）
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向右（选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡．
（2）如图1所示，①在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂6个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡．
②把B点处的钩码取下，在B点处施加一个竖直向下的拉力F=3N时，杠杆仍然在水平位置平衡．当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．原因是F的力臂变小．
（3）如果小王又进行了如图2所示的探究，考虑杠杆重力的影响，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，则弹簧测力计的示数应大于3N．

Answer 1

分析 （1）在调平杠杆平衡时，杠杆的哪端高，平衡螺母要向哪端移动；
（2）根据杠杆的平衡条件计算出在B点挂的钩码个数或拉力的大小；
当拉力F向右倾斜时，分析出力臂的变化结合杠杆的平衡条件判断力的变化；
（3）若杠杆的支点在杠杆的中点处，此时重力恰好作用在支点，若不在中点，此时杠杆的平衡会受重力的影响，根据重力的方向判断出重力是使杠杆向哪个方向转动，从而判断出测量结果偏差．

解答 解：
（1）杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明右端偏高，平衡螺母需向右调节；
（2）①设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：
F_AL_A=F_BL_B
4G×3L=F_B×2L
解得F_B=6G
即需在B点处挂6个钩码；
②每个钩码重0.5N，若在B点处施加一个竖直向下的拉力，则F_B=6G=6×0.5N=3N；
若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；
（3）若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件：
F_向上L_向上=F_向下L_向下
F′×3L=3G×6L
解得F′=6G=6×0.5N=3N，
由于杆的重心在杆的中点，方向竖直向下，重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于3N．
故答案为：（1）右；（2）①6；②3；变大；F的力臂变小；（3）重力；3．

点评 此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂．