Question

小風(fēng)做“探究杠桿的平衡條件”這個(gè)實(shí)驗(yàn)，他在實(shí)驗(yàn)中選擇了一根50cm長(zhǎng)的杠桿，杠桿上每一小格的長(zhǎng)度為5cm．調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在________平衡，此時(shí)杠桿重力的力臂為_(kāi)_______．試驗(yàn)臺(tái)上總共只有6個(gè)相同的鉤碼，小風(fēng)在杠桿左邊第二格上掛了3個(gè)鉤碼（如圖所示），若想使杠桿平衡，可能的方法是在________．（填一種方法即可）

Answer 1

水平    0    B點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼（或C點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼）
分析：（1）選取杠桿的水平平衡狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因?yàn)殂^碼的拉力方向豎直向下，作用點(diǎn)在杠桿上，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)距離等于力臂；此時(shí)杠桿的重心在支點(diǎn)上，杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響；
（2）利用杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂進(jìn)行計(jì)算．
解答：（1）力臂等于支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來(lái)；杠桿重心在支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
（2）假設(shè)每個(gè)鉤碼重1N，則圖示的杠桿左端：動(dòng)力×動(dòng)力臂=3N×10cm=30N?cm，因此右端必須滿(mǎn)足阻力×阻力臂=30N?cm，杠桿才平衡；
鉤碼總數(shù)量有6個(gè)，已經(jīng)使用了3個(gè)，因此只有三個(gè)鉤碼供選擇：
①當(dāng)掛1個(gè)鉤碼時(shí)，阻力=1N，阻力臂=30cm，距支點(diǎn)6個(gè)小格，杠桿長(zhǎng)度不夠，不可行；
②當(dāng)掛2個(gè)鉤碼時(shí)，阻力=2N，阻力臂=15cm，距支點(diǎn)3個(gè)小格，C點(diǎn)符合要求；
③當(dāng)掛3個(gè)鉤碼時(shí)，阻力=3N，阻力臂=10cm，距支點(diǎn)2個(gè)小格，B點(diǎn)符合要求．
故答案為：水平位置、0、B點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼（或C點(diǎn)掛2個(gè)鉤碼）．
點(diǎn)評(píng)：（1）當(dāng)杠桿支點(diǎn)兩端有多個(gè)力和力臂時(shí)，杠桿的平衡條件關(guān)系式可以寫(xiě)成：F₁₁L₁₁+F₁₂L₁₂+…=F₂₁L₂₁+F₂₂L₂₂+…；
（2）本題最后一問(wèn)可以采取多點(diǎn)懸掛鉤碼，使杠桿平衡，同學(xué)們可以自行計(jì)算．