Question

5．如圖，甲、乙兩種情況，杠桿在F₁、F₂的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)（杠桿中的刻度為每格5cm）．

（1）圖甲和乙（選填“甲”、“乙”或“甲和乙”）的杠桿處于平衡狀態(tài)；
（2）分別在圖甲、乙中畫(huà)出F₁的力臂L₁，可以發(fā)現(xiàn)圖甲（選填“甲”、“乙”或“甲和乙”）杠桿的力臂可以直接從圖中讀出；
（3）小聰估測(cè)筆袋質(zhì)量，現(xiàn)有細(xì)繩、重量可忽略的長(zhǎng)硬棒、刻度尺、一個(gè)質(zhì)量為m的鉤碼，①手提細(xì)繩，如圖丙，若硬棒水平靜止，用刻度尺測(cè)量A、B之間的距離L₁，B、C之間的距離L₂，筆袋的質(zhì)量M表達(dá)式為M=$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}}$（用所給的物理量符號(hào)標(biāo)示）
②若測(cè)量中硬棒掛筆袋一端下沉，你又什么辦法讓硬棒恢復(fù)水平平衡？向左移動(dòng)細(xì)繩或向右移動(dòng)鉤碼．

Answer 1

分析 （1）杠桿的平衡狀態(tài)與物體的平衡狀態(tài)相類似，都包括靜止?fàn)顟B(tài)；杠桿的不再是勻速直線運(yùn)動(dòng)，而是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．
（2）力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，做出動(dòng)力和阻力作用線，從支點(diǎn)到兩作用線的距離即為動(dòng)力臂和阻力臂．
（3）①根據(jù)公式F₁L₁=F₂L₂進(jìn)行解答；
②當(dāng)掛筆袋一端下沉，說(shuō)明筆袋重力與其力臂的乘積過(guò)大，因此減小筆袋的重力或者減小其力臂．

解答 解：（1）杠桿的平衡狀態(tài)包括兩種：靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，由題意可知，杠桿甲和乙在F₁、F₂的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，故可判斷此時(shí)的杠桿乙處于平衡狀態(tài)．
（2）已知支點(diǎn)為O，在甲圖中過(guò)點(diǎn)O作力F₁的垂線段L₁，在乙圖中，過(guò)O點(diǎn)作力F₁的垂線段L₁，那么L₁即為所求作的力臂，如圖所示：

（3）如下圖：根據(jù)杠桿的平衡條件：
G_筆袋L₁=G_鉤碼L₂，即MgL₁=mgL₂，
則M=$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}}$，

②若筆袋一端下沉，則說(shuō)明筆袋對(duì)杠桿的力與其力臂的乘積大于鉤碼對(duì)杠桿的力與其力臂的乘積，所以應(yīng)該減小L₁，將細(xì)繩向左移動(dòng)或把鉤碼向右移動(dòng)一點(diǎn)．
故答案為：（1）甲和乙；（2）甲；（3）①M(fèi)=$\frac{m{L}_{2}}{{L}_{1}}$；②向左移動(dòng)細(xì)繩或向右移動(dòng)鉤碼．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查對(duì)杠桿平衡條件的記憶，杠桿的平衡條件是指杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂．