Question

16．小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验：

（1）实验前，小明将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时发现杠杆停在图甲所示的位置．为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向右调（填“右”或“左”）．
（2）调节平衡后，他们在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置再次平衡，如图乙所示，并测出力臂．多次实验并把数据记录在表中．

次数	F1/N	l1/cm	F2/N	l2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	2	15	3	10

①实验时，使杠杆在水平位置平衡的目的是：便于测量力臂；
②多次实验的目的是：多次测量得出的结论更具有普遍性．
（3）小明根据上表中的数据得出杠杆平衡的条件是：F₁L₁=F₂L₂．
（4）小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，你将看到的现象是左侧下降．
（5）小明利用图丙进行实验时，若每个钩码重0.5N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为2.25N；如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数将变大（填“变大”、“不变”或“变小”），原因是当力的方向发生改变时，力臂将减小．

Answer 1

分析 （1）杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移；
（2）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．为了便于测量力臂，应杠杆在水平位置平衡；
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）杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F₁×l₁=F₂×l₂）；
（4）用杠杆平衡条件可对两侧的力的力臂的乘积进行分析，最后做出判断．
（5）钩码在支点的左侧，要使杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，将已知条件代入便可求出F₁的大小；
从图中直接读出力的大小，然后根据力臂的变化分析原因．

解答 解：
（1）杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节；
（2）①实验过程中，在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，应通过调节钩码的位置及数量使杠杆在水平位置平衡，这样力臂恰好沿着杆的方向；目的是为了便于测量力臂；
②探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据排除偶然性，寻找普遍规律．
（3）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F₁l₁=F₂l₂）；
（4）设一个钩码的重力G，一格的长度为L，则当杠杆两侧的钩码各取下一个杠杆在水平位置平衡时：
左边=2G×2L=4GL＞右边=G×3L=3GL；
故杠杆不再水平平衡，左侧会下降．
（5）设一格的长度为L，杠杆在水平位置平衡，则力F₁的方向应竖直向上，由F₁L₁=F₂L₂得，0.5N×3×3L=F₁×2L，解得，F₁=2.25N；
从c图中可以看出，弹簧秤的作用力最长的力臂为2L，即杠杆的长度，当力的方向发生改变时，力臂将减小，因此作用力将变大．
故答案为：（1）右；（2）便于测量力臂；多次测量得出的结论更具有普遍性；（3）F₁L₁=F₂L₂；（4）左侧下降；（5）2.25；变大；当力的方向发生改变时，力臂将减小．

点评 此题是探究杠杆平衡条件的实验，从杠杆的调平、实验的操作、数据的分析、结论的得出等方面进行了考查．