小明利用如图所示实验装置 “ 探究杠杆的平衡条件 ” :
( 1 )轻质杠杆静止时如图甲所示,可将左端的平衡螺母向 ___________ (选填 “ 左 ” 或 “ 右 ” )调节,使其在水平位置平衡,这样操作的目的是便于测量 ___________ ;
( 2 )小明多次实验并记录数据如表,总结数据得出杠杆的平衡条件 ___________ ;
次数 | 动力 F 1 /N | 动力臂 l 1 /m | 阻力 F 2 /N | 阻力臂 l 2 /m |
1 | 1 | 0.1 | 2 | 0.05 |
2 | 2 | 0.15 | 1.5 | 0.2 |
3 | 3 | 0.05 | 1.5 | 0.1 |
( 3 )第 2 次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示,此时将两侧所挂的钩码同时向支点 O 靠近一格,杠杆会 ___________ (选填 “ 左侧下降 ” 、 “ 右侧下降 ” 或 “ 仍水平平衡 ” );
( 4 )如图丙所示,用弹簧测力计在 A 处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中,保持杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将 ___________ (选填 “ 变大 ” 、 “ 变小 ” 或 “ 不变 ” )。
右 力臂 动力 × 动力臂=阻力 × 阻力臂 右侧下降 变大
【详解】( 1 ) [1] 由图可知,杠杆左端向下倾斜,则重心应向右移动,故应向右调节左端的平衡螺母,使其在水平位置平衡。
[2] 杠杆在水平位置平衡时,动力和阻力的力臂在杠杆上,在实验过程中便于直接读取力臂的长度。
( 2 ) [3] 根据表中数据可得,每次实验时,动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积,所以总结数据得出杠杆的平衡条件是:动力 × 动力臂=阻力 × 阻力臂。
( 3 ) [4] 设一个钩码重为 G ,每一小格长为 L ,如图乙所示,将两侧所挂的钩码同时向支点 O 靠近一格,则左端为
4 G ×2 L =8 GL
右端为
3 G ×3 L =9 GL
因为 8 GL <9 GL ,所以杠杆不能平衡,右端会下沉。
( 4 ) [5] 如图丙所示,用弹簧测力计在 A 处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中,保持杠杆在水平位置平衡,这个过程中,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂逐渐变小,所以拉力变大,故弹簧测力计的示数变大。