Question

19．“探究杠杆的平衡条件”实验中，
（1）首先应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处：便于在杠杆上直接测量力臂．如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向左调节．
（2）如图是小明同学实验的情景，实验时所用的每个钩码重均为0.5N，杠杆上刻线的间距为5cm，部分实验数据记录如中下表：

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	1.5	10	1
2	1	20	2	10
3	1	20	1.5	10

表格中空格里应记入的数据是15；小明的第3次实验存在错误，其错误是动力臂读错了．
（3）第4次测量中，如图所示的条件下杠杆已处于平衡状态，若小明分别拿走两边下方的两个钩码，则杠杆的左（“左”或“右”）端将下沉．为使杠杆恢复水平平衡，小明应将左侧剩余的两个钩码移至D点处．

Answer 1

分析 （1）杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响．调节杠杆两端的平衡螺母，使螺母向偏高的一端移动，使杠杆在水平位置平衡．
（2）根据杠杆平衡条件求出阻力臂；由图可见，第3次实验中拉力的方向没有竖直向下，导致力臂不能从杠杆上正确读出．
（3）结合图4的情形，根据杠杆平衡条件可求出两侧各去掉一个钩码后两侧的力与力臂的乘积，并做出判断．

解答 解：（1）实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是：便于在杠杆上直接测量力臂大小；杠杆的左端偏高，应使杠杆左端或右端的平衡螺母向偏高的左端移动；
（2）第1次实验：根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得：
1.5N×10cm=1N×L₂，
解得：
L₂=15cm；
实验中，应使杠杆在水平位置平衡，F₁的方向垂直于杠杆时，力臂才在杠杆上．如图3所示，F₁倾斜拉动杠杆在水平位置平衡，动力臂不在杠杆上，所以这种做法是错误的；
（3）在图4中，如果两侧各去掉两个钩码，则左侧：0.5N×2×5cm×3=15N•cm，右侧：0.5N×1×5cm×4=10N•cm，左侧的力与力臂的乘积大于右侧的力与力臂的乘积，所以杠杆的左侧下降；
为使杠杆恢复水平平衡，左侧力和力臂的积应为10N•cm，即0.5N×2×5cm×n=10N•cm，则n=2，故应移至D点处．
故答案为：（1）力臂；左；（2）15；动力臂读错了；（3）左；D．

点评 本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程，从原理到实际操作、实验方法、数据分析等，考查较为全面，是我们应该掌握的重点实验．