Question

16．小明用如圖甲所示的裝置做探究杠桿平衡條件的實驗，圖中杠桿勻質且標有均勻刻度．

（1）實驗前發(fā)現(xiàn)右端偏高，應向右端調節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡．
（2）當杠桿水平平衡后，在右側第8格上掛2個相同的鉤碼（每個鉤碼重0.5N），則應在左側第4格個上掛4個相同的鉤碼才能使杠桿水平平衡．
（3）如圖乙所示，小明在左側改用已調零的彈簧測力計向下拉，他想探究一下如何能減小彈簧測力計的示數(shù)，經(jīng)過嘗試他成功了，他當時的操作可能是減小鉤碼個數(shù)（說出具體做法）．
（4）實驗中發(fā)現(xiàn)，彈簧測力計由豎直方向逐漸向左轉動，杠桿始終保持水平平衡，彈簧測力計的示數(shù)將逐漸增大（選填“增大”、“減小”、“不變”或者“不確定”）；如圖丙所示，將右側鉤碼掛在第3格并去掉一個，將測力計掛在左側第十格處松開手，杠桿可以保持水平平衡，則彈簧測力計的自重為0.15N．

Answer 1

分析 （1）杠桿的調節(jié)也跟天平類似，應向高的一側移動平衡螺母；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件，判斷在在左側第4格個上掛幾個鉤碼；
（3）當彈簧測力計向左側移動時，其力臂變大，根據(jù)杠桿平衡條件分析出答案；
（4）彈簧測力計豎直向下拉杠桿時，力臂在杠桿上，當彈簧測力計傾斜拉杠桿時，力臂變短，阻力、阻力臂不變，動力臂變短，動力變大；根據(jù)杠桿平衡條件分析出答案．

解答 解：（1）杠桿的左端低，說明這一側力與力臂的乘積大，應將平衡螺母向右調節(jié)；
（2）設一個鉤碼的重力為G，杠桿的一個小格為L，
根據(jù)杠桿平衡條件得：2G×8L=2G×4L，
所以，應在左側第4格上掛4個鉤碼；
（3）設杠桿每一格的長度為L，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得，
阻力和阻力臂一定，動力臂變大，動力變下，所以，測力計的力臂應向左移動或者動力臂和阻力臂一定，減小鉤碼個數(shù)，動力減小，彈簧測力計的示數(shù)減小；
（4）若在右側改用彈簧測力計向下拉，彈簧測力計由豎直方向逐漸向左轉動時，阻力、阻力臂不變，動力臂逐漸變小，根據(jù)杠桿平衡條件得，動力逐漸變大，彈簧測力計示數(shù)將逐漸增大；
根據(jù)杠桿平衡條件得：G×3L=G_彈簧×10L，解得，G_彈簧=0.3G=0.3×0.5N=0.15N．
故答案為：（1）右；（2）4；（3）減小鉤碼個數(shù)；（4）增大；0.15．

點評 杠桿在水平位置平衡時，力臂在杠桿上，如果杠桿不在平衡位置平衡，動力臂和阻力臂都變小．