Question

在学习了杠杆的“支点、动力和阻力”三个要素后，某小组同学进行探究杠杆平衡条件的实验，实验装置如图所示．他们在杠杆的一侧挂上钩码，以钩码对杠杆的拉力为阻力，保持阻力大小、方向和作用点的位置不变，在杠杆的另一侧用力（视为动力）将杠杆拉到水平位置平衡．他们或改变动力作用点到支点的距离、或改变动力与杠杆的夹角（即动力的方向，已知θ＜90°）．当杠杆在水平位置平衡时，动力的大小如图中测力计所示．请仔细观察实验操作和测量结果，归纳得出初步结论．

①分析比较图中（a）和（b）的实验过程及相关条件可知：在阻力大小、方向和作用点位置不变的情况下，杠杆平衡时，________；
②分析比较图中（a）和（c）的实验过程及相关条件可知：在阻力大小、方向和作用点位置不变的情况下，杠杆平衡时，________．

Answer 1

当动力的方向相同时，动力作用点到支点的距离越大，动力越小    当动力作用点到支点的距离相同时，动力与杠杆的夹角越小，动力越大
分析：杠杆平衡时要从动力、动力臂、阻力、阻力臂四个因素机械考虑．
（a）和（b）的实验，保持阻力、阻力臂不变，阻力和阻力臂的乘积不变，动力臂增大，动力减小．
（a）和（c）的实验，保持阻力、阻力臂不变，拉力方向改变时，动力臂减小，动力增大．
解答：（1）（a）和（b）的实验，在阻力大小、方向和作用点位置不变的情况下，阻力和阻力臂的乘积不变，杠杆平衡时，动力臂增大，动力减小．
（2）（a）和（c）的实验，在阻力大小、方向和作用点位置不变的情况下，阻力和阻力臂的乘积不变，杠杆平衡时，拉力倾斜，动力臂减小，动力增大．
故答案为：（1）当动力的方向相同时，动力作用点到支点的距离越大，动力越小；（2）当动力作用点到支点的距离相同时，动力与杠杆的夹角越小，动力越大．
点评：杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆都是平衡的．
探究杠杆平衡条件时，杠杆在水平位置平衡，是为了使力臂在杠杆上，便于在杠杆上测量力臂大小．
杠杆平衡条件是杠杆问题的重要依据，一定要掌握．