Question

9．如圖所示，為了探究杠桿平衡條件，小紅用膠帶將圓柱形水杯固定在水平桌面上做支點，用粗細(xì)均勻的塑料尺做杠桿，幾枚一元硬幣做砝碼，塑料尺的重心在支點上．
（1）請在圖中畫出杠桿左端的力F₁和力臂L₁
（2）實驗中如果尺的中心發(fā)生了移動，對實驗結(jié)果有（選填“有”或“沒有”）影響．
（3）若果左右兩端各取下一枚硬幣則杠桿將右端下沉．（選填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)力臂的定義，力臂是支點到力的作用線的距離，是一條垂線段來作圖．
（2）實驗過程中必須保證尺子的重心位于支點上，這樣可以避免尺子的重力對實驗造成的影響．
（3）先根據(jù)圖求出杠桿平衡時，杠桿左端和右端力臂的關(guān)系；當(dāng)杠桿兩端各取下一枚硬幣，如果杠桿平衡條件成立，杠桿平衡；如果杠桿平衡條件不成立，杠桿向力和力臂乘積大的一端下沉．

解答 解：（1）硬幣對杠桿的力就是硬幣的重力，方向豎直向下，過支點分別向F₁的作用線作垂線就是力臂L₁，如圖所示：

（2）實驗中如果尺的中心發(fā)生了移動，尺子的重心不再位于支點上，尺子的重力會對杠桿的平衡產(chǎn)生影響，因此會影響實驗結(jié)果．
（3）如圖，塑料尺在水平位置平衡，設(shè)每個硬幣的質(zhì)量是m，根據(jù)杠桿平衡條件得，2mg×L₁=3mgL₂，所以L₁=$\frac{3}{2}$L₂；
當(dāng)直尺兩端各取下一枚硬幣，直尺左端：mg×L₁=mg×$\frac{3}{2}$L₂=$\frac{3}{2}$mgL₂，
直尺右端：2mg×L₂=2mgL₂，
$\frac{3}{2}$mgL₂＜2mgL₂，
所以，杠桿的右端下沉，杠桿將向右傾斜．
故答案為：（1）如圖；（2）有；（3）右端下沉．

點評 本題考查的是探究杠桿的平衡條件實驗，了解此實驗過程是解題的基礎(chǔ)，同時還要注實驗中的一些細(xì)節(jié)問題，如為什么要求杠桿在水平位置平衡，測力計為什么要在豎直向上對杠桿用力等．