Question

如图示，某小组研究“杠杆的平衡条件”，器材：有刻度的杠杆、若干个相同的钩码、弹簧测力计等，O为杠杆的支点。

①实验前，应先调节杠杆在      位置平衡。这样做，除了可以消除自身的重力影响，还可以方便地测量或读出      。调节时，如发现杠杆左端偏高，应如何操作:                          。

②某实验小组记录两组数据如下：                

实验序号	动力F1/N	动力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
1	2	20	1	10
2	1	8	2	4

根据分析，这组数据中，实验序号为       （选填：“1”或“2”）的一组肯定有错误。检查发现是测量动力臂时读错了，动力臂的实际值比记录值      （选填：大或小）。

③如图所示，弹簧测力计在C处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆，仍使杠杆在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数将       （选填：变大、变小或保持不变），其原因是                                         。（2分）

④某次实验中，若采取如图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置保持平衡(杠杆上每格等距)，但老师却往往提醒大家不要采用这种方式，这主要是以下哪种原因     （选填字母）。

A．一个人无法独立操作     B．需要使用太多的钩码

C．力臂与杠杆不重合       D．力和力臂数目过多

⑤如图所示，某实验小组选用长1.6m、可绕O点在竖直平面内自由转动且粗细均匀的一根金属杆，将一个“拉力——距离传感器”竖直装置在杆上，并使杠杆在水平位置始终保持平衡。该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示。由图可知金属杆重            N。

Answer

（1）水平，杠杠力臂的大小，杠杠的平衡螺母向左调节（2）1   （3）变大， 动力臂变小了（4）D   （5）10N

【解析】①因为杠杆的重力对杠杆平衡产生的影响，实验前，应首先进行杠杆平衡调节．当杠杆处于水平平衡时，作用在杠杆上的动力和阻力--钩码的重力--的方向恰好与杠杆垂直，这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出．因此，调节杠杆的水平平衡是为了便于测量力臂的大小．如发现杠杆左端偏高，说明杠杆重心位置偏右，向左调节杠杆左侧平衡螺母或向左调节杠杆右侧平衡螺母．

②分析表中数据：实验序号1中，F1L1=2N×20cm=40N•cm；而F2L2=1N×10cm=10N•cm，∴F1L1≠F2L2，

因杠杆平衡，该组乘积不相等说明数据有错误．

实验序号2中，F1L1=1N×8cm=8N•cm，而F2L2=2N×4cm=8N•cm，∴F1L1=F2L2，

因杠杆平衡，该组乘积相等说明数据正确．

由F1L实=F2L2得：；

即：动力臂的实际值比表中的记录值小．

③由题干可知：弹簧测力计在C处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆时，杠杆受到的阻力和阻力臂不变，测力计的拉力方向改变，拉力的力臂L′小于竖直向上拉时的力臂L1，=OC；

使杠杆在水平位置保持平衡，由杠杆平衡条件得：

；∴F′＞F1；

即：则弹簧测力计的示数将变大，原因是该力的力臂变短了（此时的力臂小于OC了）．

④杠杆平衡后，右边有一个力与力臂的乘积，而左边有三个力与力臂的乘积，共有四个力与力臂的乘积，数目过多，计算不便．

⑤粗细均匀的金属杆长为1.6m，则其重心在0.8m处，此处动力臂等于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，拉力的大小即为金属杆的重，故重力为10N．