在 “ 探究杠杆的平衡条件 ” 实验中:
( 1 )小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 ___________ 调节;
( 2 )如图乙所示,杠杆调节平衡后,在 A 处悬挂 3 个钩码,每个钩码重 0.5N 。如果在 B 处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为 ___________ 时,拉力最小,大小为 ___________N ;
( 3 )课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图丙所示,则力臂 ___________ 。若两边同时各取走一枚硬币,则杠杆的 ___________ 端将下沉。
右 竖直向下 2 2 : 1 右
【详解】( 1 ) [1] 由图甲知,杠杆的左端下沉,应向右调节平衡螺母才能让杠杆在水平位置平衡。
( 2 ) [2][3] 在 B 处施加的动力方向竖直向下时,对应的动力臂最大。据杠杆的平衡条件,阻力和阻力臂不变时,动力臂最大,对应的动力最小。杠杆在水平位置平衡时,有
3×0.5N×4 l = F 1 ×3 l
解得最小拉力
F 1 =2N
( 3 ) [4] 由图示知,左边对杠杆的作用力为 2 个硬币的重力,右边对杠杆的作用力为 4 个硬币的重力,设每个硬币的重力为 G ,则有
G 1 : G 2 =2 G : 4 G =1 : 2
据杠杆的平衡条件有
l 1 : l 2 = G 2 : G 1 =2 : 1
[5] 在两边同时取走一枚硬币,则左边和右边分别是
(2 G - G )× l 1 = G × l 1 =2 Gl 2
(4 G - G )× l 2 =3 Gl 2
所以杠杆的右端下沉。