Question

4．物理興趣小組的同學(xué)，利用如圖所示的裝置，來“探究杠桿的平衡條件”．

（1）在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于測(cè)量力臂；若實(shí)驗(yàn)前杠桿如圖甲所示，可將杠桿兩端的平衡螺母向右（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，以使杠桿在水平位置平衡．
（2）調(diào)節(jié)完畢后，當(dāng)在杠桿B點(diǎn)掛3個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼，如圖乙所示，那么在杠桿的D點(diǎn)掛4個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼，才能使杠桿恢復(fù)在水平位置平衡．當(dāng)杠桿平衡后，將B、D兩點(diǎn)下方所掛的鉤碼同時(shí)向支點(diǎn)O靠近1個(gè)格，那么杠桿不能（填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡．
（3）實(shí)驗(yàn)中若不在D點(diǎn)掛鉤碼，而在杠桿的A點(diǎn)或C點(diǎn)使用彈簧測(cè)力計(jì)使杠桿在水平位置平衡，為使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)最小，應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)掛在A點(diǎn)，且拉力的方向是豎直向上（垂直杠桿向上）．

Answer 1

分析 （1）探究杠桿平衡條件時(shí)，杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上便于測(cè)量力臂大�。�
調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)；
（2）設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿一個(gè)小格是L，根據(jù)杠桿平衡條件判斷在D點(diǎn)掛鉤碼的數(shù)量；
根據(jù)杠桿平衡條件判斷是否平衡．
（3）阻力和阻力臂一定時(shí)，要使動(dòng)力最小，動(dòng)力臂要最大，在D點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的力，根據(jù)杠桿平衡條件求出拉力大小．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)讓橫桿AB在水平位置平衡，力臂在杠桿上便于測(cè)量力臂大�。�
若開始實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)左端下沉，右端上翹，可將杠桿兩端的平衡螺母向右端移動(dòng)；
（2）一個(gè)鉤碼的重力為G，設(shè)杠桿一個(gè)小格代表L，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得：
3G×4L=nG×3L，
解得：n=4；
當(dāng)杠桿平衡后，將B、D兩點(diǎn)下方所掛的鉤碼同時(shí)向支點(diǎn)O靠近1個(gè)格，
則杠桿左端：F₁L₁=3G×3L=9GL，
杠桿右端：F₂L₂=4G×2L=8GL，
則F₁L₁≠F₂L₂，即杠桿不能在水平位置保持平衡．
（3）根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知：在阻力和阻力臂一定時(shí)，要使動(dòng)力最小，動(dòng)力臂要最大；
由圖可知：在杠桿的A點(diǎn)或C點(diǎn)中A點(diǎn)的力臂最長(zhǎng)，則施加的力最小，拉力方向豎直向上．
故答案為：（1）便于測(cè)量力臂；右；（2）4；不能；（3）A；豎直向上（垂直杠桿向上）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)及其應(yīng)用，關(guān)鍵是分析出杠桿所受的力及對(duì)應(yīng)的力臂，將已知條件代入便可；力豎直作用在杠桿上，力臂最長(zhǎng)，力最小．