Question

4．小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個．

（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．此時，應把杠桿兩端的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時，保持水平并靜止．
（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼（如圖甲所示）為了使杠桿仍在水平位置平衡，他可以在B點處掛6個鉤碼或用彈簧測力計拉杠桿．若采用彈簧測力計拉的方法，則彈簧測力計拉力的方向最好為豎直向下，其目的是便于測量力臂；且在使用前彈簧測力計須在倒立（正立\倒立）方向上校零．
（3）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學利用如圖乙所示裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：受杠桿自重影響．

Answer 1

分析 （1）杠桿傾斜時，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)；實驗前先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過支點，從而可以不考慮杠桿的重力對其轉(zhuǎn)動的影響；
（2）由杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂．可計算出所掛鉤碼的大��；
重力的方向是豎直向下，根據(jù)杠桿平衡原理，可確定出使杠桿平衡的動力方向；
根據(jù)杠桿的平衡條件，利用等效替代法可計算出用彈簧測力計在B點拉著杠桿使它水平平衡時最小的拉力；
（3）圖乙中，支點位于動力和阻力的右側(cè)，彈簧測力計不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響．

解答 解：
（1）將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動，直到杠桿在水平位置靜止；杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小，同時杠桿的重心通過支點，消除杠桿重對杠桿平衡的影響；
（2）杠桿平衡后，若在A點掛4個鉤碼，則左邊點重力為4G，
又因為力臂OA=3，左邊力臂OB=2，
實驗由杠桿的平衡條件（F₁l₁=F₂l₂）可知：4G×3=F₁×2，實驗F₁=6G；故應在B點應掛6個鉤碼，才能使杠桿恢復平衡；
若用彈簧測力計在B點拉著杠桿使它水平平衡，應用彈簧測力計豎直向下拉杠桿，這樣所用的拉力最小，其力臂在杠桿上；
因測力計倒立使用，測量前應倒立校零；
（3）如圖乙示裝置進行探究，杠桿的重心沒有通過支點，杠桿的重對杠桿平衡有影響．
故答案為：（1）左；水平；（2）6、豎直向下；便于測量力臂；倒立；（3）受杠桿自重影響．

點評 探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，便于測量力臂大小，杠桿的重心通過支點，消除杠桿重對杠桿平衡的影響，使實驗簡單化，便于探究．