Question

小風(fēng)做“探究杠桿的平衡條件”這個(gè)實(shí)驗(yàn)，他在實(shí)驗(yàn)中選擇了一根50cm長(zhǎng)的杠桿，杠桿上每一小格的長(zhǎng)度為5cm．調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在    平衡，此時(shí)杠桿重力的力臂為    ．試驗(yàn)臺(tái)上總共只有6個(gè)相同的鉤碼，小風(fēng)在杠桿左邊第二格上掛了3個(gè)鉤碼（如圖所示），若想使杠桿平衡，可能的方法是在    ．（填一種方法即可）
（1）在沒(méi)有掛鉤碼時(shí)杠桿的平衡位置如圖（甲）所示．為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端螺母向    邊旋一些（選填“左“或“右”）．
（2）調(diào)好后，第一組按圖（乙）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，第二組按圖（丙）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．你認(rèn)為第    組實(shí)驗(yàn)更好，理由是    ．

Answer 1

【答案】分析：選取杠桿的水平平衡狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因?yàn)殂^碼的拉力方向豎直向下，作用點(diǎn)在杠桿上，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)距離等于力臂；此時(shí)杠桿的重心在支點(diǎn)上，杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響；利用杠桿的平衡條件選擇不同的方法．
（1）杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂；杠桿左端低右端高，說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移，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；
（2）探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(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)．
解答：解：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)；杠桿重心在支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
假設(shè)每個(gè)鉤碼重1N，則圖示的杠桿左動(dòng)力與動(dòng)力臂乘積為：3N×10cm=30N?cm，則右邊必須滿足阻力乘以力臂也為30N?cm，杠桿才平衡；其方案有：
①當(dāng)掛2個(gè)鉤碼時(shí)，阻力=2N，阻力臂=15cm，距支點(diǎn)3個(gè)小格，C點(diǎn)符合要求；
②當(dāng)掛3個(gè)鉤碼時(shí)，阻力=3N，阻力臂=10cm，距支點(diǎn)2個(gè)小格，B點(diǎn)符合要求．
（1）為使杠桿在水平位置平衡，需要使杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
（2）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)，因此第二組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與杠桿垂直，便于測(cè)量力臂．
故答案為：水平；0；C點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼；（1）右；（2）二；便于測(cè)量力臂．
點(diǎn)評(píng)：此題是探究杠桿平衡條件的應(yīng)用，要會(huì)調(diào)節(jié)杠桿，知道保持杠桿在水平位置平衡是為了便于測(cè)量力臂．