Question

【题目】小明同学探究杠杆平衡条件的实验时，以杠杆中点为支点。

（1）如图甲所示，挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆___（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态，小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向______调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是便于直接测量__________。

（2）如图乙所示，在杠杆左边A处挂4个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码_____个。

（3）如图丙所示，分别用拉力F1和F2使杠杆在水平位置平衡，则F1______F2，其原因是F1的力臂______F2的力臂（填“大于”“小于”或“等于”）。

（4）接着再用拉力F3使杠杆在图丁所示位置平衡时，则F1__________F3（填“大于”“小于”或“等于”）。

（5）撤去F3，若要求杠杆仍在图丁所示位置平衡，请在B点处画出最小的动力F及其力臂l。

（________）

Answer 1

【答案】达到 左 力臂 3 小于 大于 等于

【解析】

第一空．杠杆平衡时状态有静止状态和匀速转动状态，因此杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆达到平衡状态；

第二空．实验前，杠杆右端下降，左端上翘，应将杠杆重心向左移，即应将杠杆右端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡；

第三空．当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂等于支点到力的作用线的距离，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；

第四空．设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表l，

图中，杠杆的左端：4G×3l=12Gl，

B处的力臂为4l,杠杆的右端：F2×4l=12Gl,解得F2=3G，即在B处挂3个同样的钩码；

第五空．如图丙所示，分别用拉力F1和F2使杠杆在水平位置平衡，则F1F2，理由如下：

第六空．F1的力臂大于F2的力臂，根据杠杆平衡条件得，F1<F2；

第七空．根据几何知识可知，用拉力F3使杠杆在图丁所示位置平衡与在水平位置平衡相比，钩码拉力的力臂和F3的力臂的比值不变，所以F1等于F3；

第八空．撤去F3，杠杆仍在图丁所示位置平衡，当动力臂最大时，动力F最小，最大动力臂为OB,因此在B点处最小的动力F与OB垂直，方向向下，其力臂l为OB，如图所示：