Question

【题目】在“探究杠杆平衡条件的实验”中。

（1）如图甲所示，要使杠杆水平平衡，则应将平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）端调节，本实验中，调节杠杆在水平位置平衡主要目的是_____。

（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂2个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在C点挂_____个相同的钩码或者在C点作用一个向_____（选填“上”或“下”）的力。完成这次实验后，小明便得出了杠杆的平衡条件。同学们认为他这样实验归纳，得出结论不合理，理由是_____。

（3）小明继续探究：保持A点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂L1和动力F1的数据，绘制了L1﹣F1的关系图象，如图丙所示。请根据图象推算，当L1为30cm时，F1为_____N。

（4）小明发现本实验中，钩码对杠杆的拉力方向都是竖直的，他认为只采用竖直方向的力进行探究存在着不足，请你提出一条实验改进的建议：_____。

（5）完成实验后，小明利用杠杆的平衡条件原理来计算杠杆的质量。

①如图所示，若以杠杆上的C位置为支点，在C的右侧挂质量为m的钩码，左右移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡。

②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置D点到C点的距离L1和_____点到C点的距离L2。

③根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m杆＝_____（用题目中所给物理量符号表示）。

Answer 1

【答案】左 消除杠杆自重的影响，同时便于测量力臂 4 下 只根据一次实验数据得出的结论有偶然性 0.5 使用测力计沿非竖直的方向作用在杠杆上，使其在水平位置平衡，记下对应的拉力大小和力臂大小 杠杆中 m

【解析】

（1）杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，说明杠杆的重心在右端，据此判断平衡螺母的调节方向，调节杠杆在水平位置平衡主要目的是：消除杠杆自重的影响；使杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离就是力臂，便于测量力臂大小；（2）根据杠杆的平衡条件求出需在C点挂几个个钩码；根据重力的方向竖直向下分析；只根据一次实验数据小明便得出了杠杆的平衡条件，结论有偶然性；（3）由于保持A点钩码数量和力臂不变，根据F1L1＝F2L2，可知F2L2为一定值，由图丙知求出这个不变的值求了当L1为30cm时F1大小；（4）可使用测力计沿非竖直的方向作用在杠杆上，使其在水平位置平衡，记下对应的拉力大小和力臂大小；（5）②根据杠杆的平衡条件结合如图所示和已知条件，要求出杠杆的质量，只要求出杠杆重心到支点的距离即可。③根据杠杆的平衡条件，F1L1＝F2L2可得杠杆的质量表达式。

（1）图中右端向下倾斜，说明杠杆的重心在右端，应向左调节平衡螺母，使杠杆水平平衡；调节杠杆在水平位置平衡主要目的是：消除杠杆自重的影响，同时便于测量力臂；（2）设一个钩码重为G，一格长为L，在C点挂钩码的个数为n，根据杠杆平衡条件可知：2G×4L＝nG×2L，解得n＝4，需在C点挂4个钩码；因重力的方向竖直向下，所以也可以在C点作用一个向下的力；完成这次实验后，只根据一次实验数据小明便得出了杠杆的平衡条件，结论有偶然性；（3）由于保持A点钩码数量和力臂不变，即阻力和阻力臂大小不变，根据F1L1＝F2L2，可知F2L2为一定值，由图丙知：F1L1＝1N×0.15m＝3N×0.05m＝0.15Nm，则当L1为30cm时，拉力F1＝＝0.5N；（4）小明认为只采用竖直方向的力进行探究存在着不足，则该实验改进的建议：可使用测力计沿非竖直的方向作用在杠杆上，使其在水平位置平衡，记下对应的拉力大小和力臂大小；

（5）已知钩码的质量m，用刻度尺测出此时钩码悬挂位置D点到C点的距离L1和杠杆中点到C点的距离L2，根据杠杆的平衡条件可得：mgL1＝m杆gL2，则杠杆的质量：m杆＝m。