Question

14．在“探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)”中，小軍同學(xué)現(xiàn)將刻度均勻的杠桿在水平位置調(diào)節(jié)平衡．如圖甲所示，然后按照下面的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作：
①當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，測(cè)出多組動(dòng)力臂L和動(dòng)力F的數(shù)據(jù)，繪制了L-F的關(guān)系圖象．如圖乙所示，請(qǐng)根據(jù)圖象計(jì)算，當(dāng)L為0.6m時(shí)，F(xiàn)為0.5N；在圖丙中當(dāng)杠桿平衡后，將A、B兩點(diǎn)下方所掛的鉤碼同時(shí)朝遠(yuǎn)離支點(diǎn)O方向移動(dòng)一小格，則杠桿將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（選填“順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”或“逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”、“仍保持靜止不動(dòng)”）
②如圖丁所示，已知每個(gè)鉤碼重0.5N，杠桿上每個(gè)小格長(zhǎng)度為2cm，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)斜上拉（與水平方向成30℃角）杠桿，使杠桿在水平位置平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的大小為3N

Answer 1

分析 ①由于此題中的阻力和阻力臂不變，故據(jù)杠桿的平衡條件分析即可解決；根據(jù)杠桿平衡條件判斷是否平衡；
②當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)斜向上拉（與水平方向成30°角）動(dòng)力臂是$\frac{1}{2}$OC，根據(jù)杠桿的平衡條件求出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)．

解答 解：①由于此題中的阻力和阻力臂不變，據(jù)F₁L₁=F₂L₂可知，利用圖象中任意一組數(shù)據(jù)都能得出，F(xiàn)₂L₂=F₁L₁=0.1m×3N=0.3N•m；
故若當(dāng)L₁為0.6m時(shí)，F(xiàn)₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{0.3N•m}{0.6m}$=0.5N；
設(shè)杠桿每個(gè)格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，每個(gè)鉤碼的重力為G，根據(jù)杠桿的平衡條件：F_AL_A=F_BL_B，即4G×3L=F_B×2L，解得F_B=6G，需掛6個(gè)鉤碼；
若A、B兩點(diǎn)的鉤碼同時(shí)向遠(yuǎn)離支點(diǎn)的方向移動(dòng)一個(gè)格，則左側(cè)4G×4L=16GL，右側(cè)6G×3L=18GL，因?yàn)?6GL＜18GL 杠桿不能平衡，右側(cè)下沉，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；
②當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)斜向上拉（與水平方向成30°角）杠桿，此時(shí)動(dòng)力臂等于$\frac{1}{2}$OC=$\frac{1}{2}$×4×2cm=4cm；根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂得F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{4×0.5N×3×2cm}{4cm}$=3N．
故答案為：①0.5；順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；②3．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究杠桿平衡實(shí)驗(yàn)，考查了杠桿的調(diào)平及杠桿平衡條件的應(yīng)用，在利用平衡條件公式時(shí)，要注意分析力和對(duì)應(yīng)的力臂．