Question

15．在探究“杠杆的平衡条件”的试验中某同学记录了三次试验数据如表：

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/m	阻力F2/N	阻力臂L2/m
1	2.0	0.04	4.0	0.02
2	1.0	0.02	0.5	0.01
3	2.5	0.03	1.5	0.05

（1）实验中总是使杠杆在水平位置平衡，这是为了测量力臂方便．
（2）这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是2；由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是F₁L₁=F₂L₂．
（3）若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的A点，如图所示，杠杆平衡时弹簧测力计的示数为F_a，若在A点斜向上拉，杠杆要求在水平位置再次平衡时，弹簧测力计的示数为F_b，则F_a小于F_b（填“大于、小于、等于”）．

Answer 1

分析 （1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（2）将表格中的已知数据代入F₁L₁=F₂L₂中进行计算即可得到答案，实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律．
（3）杠杆在水平位置平衡，阻力、阻力臂不变，弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，动力臂变小，动力变大．

解答 解：
（1）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；
（2）杠杆平衡的条件：F₁L₁=F₂L₂；因为表格中第2次实验F₁L₁=1×0.02=0.02，而F₂L₂=0.5×0.01=0.005，所以F₁L₁≠F₂L₂．故第2次实验数据有误．
（3）杠杆平衡时弹簧测力计的示数为F_a，若在A点斜向上拉，杠杆要求在水平位置再次平衡时，弹簧测力计的示数为F_b，杠杆在水平位置平衡，阻力、阻力臂不变，弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，动力臂变小，动力变大．所以则F_a小于F_b．
故答案为：（1）水平；力臂；（2）2；F₁L₁=F₂L₂；（3）小于．

点评 （1）杠杆平衡条件应用比较广泛，利用杠杆平衡条件可以判断杠杆是否平衡、力臂大小、力的大小等；
（2）杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆时，力臂在杠杆上，当力倾斜作用在杠杆上，力臂变小，力变大，这个知识点经常考查，一定要掌握．