Question

6．小强在验证杠杆平衡条件的实验中
（1）实验前没有挂钩码和弹簧测力计时，发现杠杆左端高右端低，要使其中水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向左调节，这一调节过程的目的之一是为了使杠杆的重力对杠杆平衡不产生影响，这时杠杆重力的力臂为0．
（2）在图中，杠杆水平平衡后，小强调节左边钩码的个数和位置，使杠杆水平平衡时，测出F₁=1.2N，F₂=1.5N，OA=30cm，OB=20cm．他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现F₁×OA和F₂×OB并不相等，从而认为杠杆的平衡条件不一定是F₁×L₁=F₂×L₂．小强的失误是_{把OA的长度当成了拉力的力臂}．
（3）在图中，若B处钩码不变，小强将弹簧测力讲由A处移到C（OC=10cm）处，施加一个竖直方向的力，使杠杆在水平位置平衡，则这个力的方向应竖直向上大小为3N．
（4）在图中，若B处的钩码不变，小强不用弹簧测力计，在A处挂1N的钩码，杠杆在水平位置仍然平衡．

Answer 1

分析 （1）杠杆左端高右端低，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移．当杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态时，杠杆的重心在支点上，杠杆的重力力臂为0，避免了杠杆重力对杠杆平衡的影响．
（2）由图可见，拉力F₁的方向与杠杆不垂直，因此力臂不等于OA的长度，只有拉力方向与杠杆垂直时，拉力的力臂才等于支点到动力作用点的距离．
（3）当弹簧测力计从A处移到C处，支点位于动力和阻力的右侧，因此拉力的方向和钩码重力的方向相反，根据杠杆平衡条件就可以计算出拉力的大小．
（4）根据杠杆的平衡条件，计算出A处所挂钩码的重力．

解答 解：
（1）杠杆左端高右端低，要使其中水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向左调节，使杠杆的重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，使杠杆的重力对杠杆平衡不产生影响．
（2）图中，拉力F₁的方向与水平杠杆不垂直，只有力的方向与杠杆垂直时，力臂才能从杠杆上直接读出来，小明误把杠杆的长度OA当成了拉力的力臂，所以小明会得出错误的结论．
（3）由F₂=1.5N，OB=20cm，OC=10cm
根据杠杆的平衡条件：F₁•OC=F₂•OB
所以F₁=$\frac{{F}_{2}×OB}{OC}$=$\frac{1.5N×20cm}{10cm}$=3N．
（4）由F₂=1.5N，OB=20cm，OA=30cm
根据杠杆的平衡条件：F•OA=F₂•OB可得，
F=$\frac{{F}_{2}×OB}{OA}$=$\frac{1.5N×20cm}{30cm}$=1N
故答案为：（1）左；重力；0；（2）把OA的长度当成了拉力的力臂；（3）竖直向上；3；（4）1．

点评 本题考查了杠杆平衡的条件，在实验中我们应首先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，以便直接读出力臂；用弹簧测力计时，应注意竖直方向拉动测力计；杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂．