Question

12．關(guān)于探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)

（1）將如圖甲所示的裝置放在水平桌面上，發(fā)現(xiàn)杠桿的左端高于右端，則應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)，直到杠桿水平平衡；試驗(yàn)中保持杠桿在水平位置平衡，目的是可以直接從杠桿上讀出力臂．
（2）杠桿平衡后，若在圖甲中的B位置掛2個(gè)鉤碼，則應(yīng)在A位置掛4個(gè)相同的鉤碼，才能使杠桿保持在水平位置平衡；
（3）小紅按現(xiàn)有方案得出如下結(jié)論：“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”．這個(gè)結(jié)論與桿平衡條件不符，原因是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中B（填字母）．
A、沒(méi)有改變力的大小   B、沒(méi)有改變力的方向
C．沒(méi)有改變力的作用點(diǎn)   D、實(shí)驗(yàn)次數(shù)較少，結(jié)論具有偶然性
（4）如圖乙所示，在B位置仍掛2個(gè)鉤碼，改用彈簧測(cè)力計(jì)在C位置豎直向上拉，使杠桿保持水平平衡．若此時(shí)將彈簧測(cè)力計(jì)改為向右上方斜拉，要使杠桿繼續(xù)保持水平平衡，拉力F的大小將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)；使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)；
（2）設(shè)杠桿的一個(gè)小格為L(zhǎng)，一個(gè)鉤碼重為G，根據(jù)杠桿平衡求出鉤碼的個(gè)數(shù)；
（3）從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離叫動(dòng)力臂；從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂；
（4）阻力和阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力變大．

解答 解；
（1）杠桿的左端高于右端，平衡螺母向上翹的左端移動(dòng)；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）設(shè)杠桿的一個(gè)小格為L(zhǎng)，一個(gè)鉤碼重為G，
因?yàn)椋現(xiàn)₁l₁=F₂l₂，
所以，nG×2L=2G×4L，
所以，n=4，所以在A處掛4個(gè)鉤碼．
（3）“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動(dòng)力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有改變動(dòng)力或阻力的方向．故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；
（4）用彈簧測(cè)力計(jì)在C位置豎直向上拉，使杠桿保持水平平衡．若此時(shí)將彈簧測(cè)力計(jì)改為向右上方斜拉，要使杠桿繼續(xù)保持水平平衡，阻力和阻力臂不變，動(dòng)力臂變小，動(dòng)力變大，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大．
故答案為：（1）左；力臂；（2）4；（3）B；（4）變大．

點(diǎn)評(píng) 杠桿處于水平位置平衡時(shí)，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變小，力會(huì)變大；同時(shí)，本題還考查了利用杠桿的平衡條件來(lái)對(duì)杠桿的動(dòng)態(tài)平衡情況進(jìn)行分析．