Question

10．小明利用如图所示的装置，来“探究杠杆的平衡条件”每个钩码重为1.0N．
（1）安装好杠杆后，小明发现杠杆位置如图甲所示，小明将杠杆两端的平衡螺母向左侧调节，以使杠杆在水平位置平衡．

（2）调好平衡后，小明杠杆左侧的A点挂上如图乙所示的钩码，用弹簧测力计在B点竖直向下拉，使杠杆水平位置平衡，测力计的读数为4N；若改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向左下方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将增大（增大/减小/不变）．
（3）接着小明提出新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，在杠杆C点处挂上3个钩码，用弹簧测力计在D点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态，读出此时弹簧测力计的示数．以弹簧测力计的拉力为动力F₁，动力臂为L₁，钩码重力为阻力F₂，阻力臂为L₂．请帮助小明分析：F₁ L₁＞F₂ L₂（＞/＜/=），其原因主要是杠杆自重的影响．

Answer 1

分析 （1）在调节杠杆平衡时，哪端高将平衡螺母向哪端调节；
（2）根据杠杆平衡条件求出B点的力；阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力增大．
（3）图丙中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响．

解答 解：（1）若杠杆右端低左端高，说明右端的重力偏大，则应将右端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡；
（2）一个钩码的重是1N，设杠杆一个小格是L，
根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得：3N×4L=F_B×3L，
则F_B=4N，
如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向左下方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡；
（3）图丙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大．
故答案为：（1）左；（2）4；增大；（3）＞；杠杆自重的影响．

点评 本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程，从原理到实际操作、实验方法、数据分析等，考查较为全面，是我们应该掌握的重点实验．