Question

3．在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干．

（1）將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向左移動(dòng)，直到杠桿在水平位置靜止，這樣做的好處是便于測(cè)量力臂．
（2）如圖甲所示，在平衡的杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼時(shí)杠桿恰好在水平位置平衡，可得出杠桿平衡應(yīng)滿足的條件是F₁L₁=F₂L₂ ．
（3）如圖乙所示，杠桿在水平位置靜止，現(xiàn)將彈簧測(cè)力計(jì)向左傾斜，仍使杠桿保持在水平位置靜止，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大．
（4）圖丙是古代護(hù)城河上安裝的吊橋示意圖，人通過(guò)定滑輪將吊橋緩慢拉起．在剛開(kāi)始拉起吊橋到吊橋豎直的過(guò)程中，拉力的力臂變化是先變大后變小，拉力與其力臂的乘積變化情況是變�。�

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說(shuō)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，這一調(diào)節(jié)過(guò)程的目的是為了使杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響；杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)；
（2）杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂；
（3）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿時(shí)，動(dòng)力臂變小，阻力和阻力臂不變，由此分析彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化；
（4）根據(jù)支點(diǎn)的位置，找出動(dòng)力臂和阻力臂，由圖可知，吊橋升起過(guò)程中，重力（阻力）不變，阻力臂一直減小，而動(dòng)力臂先大后小，根據(jù)杠桿的平衡條件分析解答．

解答 解：
（1）杠桿重心左移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的平衡螺母調(diào)節(jié)方向一致）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，這樣就可忽略杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來(lái)；
（2）杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
（3）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿在水平位置平衡，阻力和阻力臂不變，動(dòng)力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件，動(dòng)力增大，所以彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大；
（4）當(dāng)?shù)鯓虮坏跗鸬倪^(guò)程中，如圖中虛線位置（1）所示：

一開(kāi)始動(dòng)力臂小于橋長(zhǎng)，當(dāng)橋與繩垂直時(shí)，動(dòng)力臂最大，隨后動(dòng)力臂又變小，即拉力的力臂L先增加后減�。�
吊橋重力的力臂L′在減小，重力不變，則GL′在減��；根據(jù)杠桿的平衡條件：FL=GL′可知，F(xiàn)L在減�。�
故答案為：（1）左；便于測(cè)量力臂；（2）F₁L₁=F₂L₂ ；（3）變大；（4）先變大后變��；變小．

點(diǎn)評(píng) 本題考查杠桿平衡的調(diào)節(jié)方法及平衡條件的應(yīng)用；對(duì)于動(dòng)態(tài)變化的杠桿問(wèn)題，可以取變化過(guò)程中的幾個(gè)特殊狀態(tài)進(jìn)行分析比較，從而得出結(jié)論．