Question

15．在“探究杠杆的平衡条件”实验中：

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端略有下沉，这时可将左边的平衡螺母向右（选填“左”或“右”）端调节，使杠杆在水平位置平衡，目的是方便测量力臂大小、消除杠杆自身重力影响．
（2）实验中如在杠杆左右两侧各挂如图甲所示的钩码，杠杆不会平衡，它的左（选填“左”或“右”）端会下降．要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码总数和悬挂点位置的情况下，他们将进行如下操作把左边的两个钩码移至右边．
（3）若在右侧改用弹簧测力计向下拉，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动（如图乙），要使杠杆始终保持水平平衡，弹簧测力计的示数将逐渐增大（选填“增大”“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来．
（2）根据图甲中左右两侧挂钩码后两边力与力臂的乘积大小，判断杠杆的哪端下降；根据杠杆的平衡条件计算不改变钩码总数和悬挂点位置时，挂钩码情况；
（3）阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力变大．

解答 解：（1）杠杆重心右移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来．
（2）若每个钩码重为G，杠杆上每格长L，
由图甲，左侧力与力臂的乘积：4G×3L=12GL，
右侧力与力臂的乘积：1G×2L=2GL，
因为：12GL＞2GL，所以杠杆左端下降；
如果不改变钩码总数和悬挂点位置，若要杠杆平衡，左侧取下n个钩码挂到右侧，
则：（4-n）G×3L=（1+n）G×2L，
解得：n=2，即需将左侧2个钩码挂到右侧即可；
（2）弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动时，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，所以，弹簧测力计的示数将逐渐增大．
故答案为：（1）右；方便测量力臂大小、消除杠杆自身重力影响； （2）左；把左边的两个钩码移至右边；（3）增大．

点评 （1）杠杆调平的方法是：左端下沉向右调节平衡螺母，右端下沉向左端调节平衡螺母，先快后慢，使杠杆水平平衡．
（2）掌握杠杆平衡条件，并学会利用杠杆平衡条件分析实验中出现的问题是解答此类题目的关键．