Question

小華在驗(yàn)證杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：
（1）實(shí)驗(yàn)前沒有掛鉤碼和彈簧測力計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿左端高、右端低，要使其在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端的平衡螺母向________調(diào)節(jié)，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的________對杠桿平衡不產(chǎn)生影響，這時(shí)杠桿重力的力臂為________．
（2）如圖所示，小華調(diào)節(jié)左邊鉤碼的個(gè)數(shù)和位置，使杠桿水平平衡，測出彈簧測力計(jì)中拉力F₁=1.2N，三個(gè)鉤碼的總重力G=1.5N；OA=30cm，OB=20cm．他將所得數(shù)據(jù)直接代入杠桿平衡條件的公式中，發(fā)現(xiàn)F₁×OA和G×OB并不相等，從而認(rèn)為杠桿的平衡條件不一定是“動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂”．小華的失誤是________．
（3）在圖中，若B處的鉤碼不變，小華將彈簧測力計(jì)由A處移到C處，OC=10cm，施加一個(gè)豎直方向的力，仍使杠桿在水平位置平衡，則這個(gè)力的方向應(yīng)豎直________，大小為________N．
（4）在圖中，若B處所掛鉤碼的重力是2.5N，小華不用彈簧測力計(jì)，應(yīng)將重2N的鉤碼移到O點(diǎn)右側(cè)________cm處，杠桿在水平位置仍然平衡．

Answer 1

解：（1）杠桿重心左移應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零．
（2）圖中，拉力F₁的方向與水平杠桿不垂直，只有力的方向與杠桿垂直時(shí)，力臂才能從杠桿上直接讀出來，所以小華會得出錯(cuò)誤的結(jié)論．
（3）由F₂=1.5N，OB=20cm，OC=10cm
根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁?OC=F₂?OB
∴F₁===3N
由于支點(diǎn)不在動(dòng)力和阻力中間，因此動(dòng)力和阻力方向相反
∴拉力的方向豎直向上．
（4）由F₂=2.5N，F(xiàn)₁=2N，OB=20cm，
根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁?OD=F₂?OB，
即：2N×OD=2.5N×20cm，
∴OD=25cm．
故答案為：
（1）左；重力；0；
（2）把OA當(dāng)成了F₁的力臂；
（3）向上；3；
（4）25．
分析：（1）杠桿左端高右端低，說明杠桿的重心在支點(diǎn)右側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心左移．當(dāng)杠桿在不掛鉤碼時(shí)處于水平平衡狀態(tài)時(shí)，杠桿的重心在支點(diǎn)上，杠桿的重力力臂為0，避免了杠桿重力對杠桿平衡的影響．
（2）由圖可見，拉力F₁的方向與杠桿不垂直，因此力臂不等于OA的長度，只有拉力方向與杠桿垂直時(shí)，拉力的力臂才等于支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離．
（3）當(dāng)彈簧測力計(jì)從A處移到C處，支點(diǎn)位于動(dòng)力和阻力的右側(cè)，因此拉力的方向和鉤碼重力的方向相反，根據(jù)杠桿平衡條件就可以計(jì)算出拉力的大小．
（4）根據(jù)杠桿的平衡條件，計(jì)算出右邊力臂的大小．
點(diǎn)評：本題考查了杠桿平衡的條件，在實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂；用彈簧測力計(jì)時(shí)，應(yīng)注意豎直方向拉動(dòng)測力計(jì)；杠桿平衡的條件就是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．