Question

【題目】在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中：

（1）實驗前，杠桿靜止時，發現杠桿左端低、右端高，此時杠桿處于________（填“平衡”或“非平衡”）狀態，為使杠桿在水平位置平衡，應將杠桿右端的平衡螺母向________（填“左”或“右”）調節。

（2）調節杠桿在水平位置平衡后，進行如圖所示的實驗，用量程為5N的彈簧測力計在A點豎直向上拉，杠桿在水平位置平衡時，彈簧測力計的示數為2.5N；若彈簧測力計斜向上拉，杠桿在水平位置平衡時，彈簧測力計的示數為________（填“大于”或“小于”）2.5N，此時拉力的方向與豎直方向的最大夾角為_________（填“30°”、“45°”或“60°”）。

（3）杠桿上每個平衡螺母的質量為m，杠桿的總質量（含兩個平衡螺母）為50m。實驗前，調節杠桿在水平平衡的過程中，若只將右端的平衡螺母移動了距離l，則調節前后杠桿（含兩個平衡螺母）的重心在桿上移動的距離為________（填“”“”或“”）

Answer 1

【答案】平衡 右 大于 60°

【解析】

（1）實驗前，杠桿靜止，杠桿處于平衡狀態。如圖杠桿的右端上翹，平衡螺母向上翹的右端移動；

（2）如圖所示：

彈簧測力計豎直向上拉動杠桿時，動力臂是OA，當斜向上拉動杠桿時，動力臂變為OB，阻力和阻力臂的乘積不變，動力臂變小，根據杠桿平衡條件，動力變大，所以彈簧測力計示數大于2.5N。阻力和阻力臂乘積不變，所以動力和動力臂乘積也不變，設杠桿每一個小格長度為l，彈簧測力計量程是5N，最大能提供5N拉力，2.5N×4l=5N×l'所以，最小的力臂為：l'=2l，在 Rt△ABO中，OB=2l=OA，所以∠ABO=30°，拉力的方向與豎直方向的最大夾角：90°-30°=60°；

（3）根據左側力和力臂乘積變化量等于右側力和力臂乘積變化量。mg×l=50mg×Δl，重心在桿上移動的距離為：Δl=。