Question

17．图1是探究杠杆平衡条件的实验装置．

（1）实验前，发现杠杆左端略高于右端，为使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向左调节．（选填“左”或“右”）
（2）如图2所示，将一个钩码挂在杠杆左端的P点，用测力计分别从A、B、C三点竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡．由表一种的实验记录可知：支点O到动力作用线的距离越小，所需动力越大；所需动力的大小与支点O到动力作用线的距离成反比（选填“成正比”、“成反比”或“不成比例”）．

表一
实验序号	O点到动力作用线的距离s（cm）	动力的大小F（N）
1	15	2
2	10	3
3	5	6

（3）如图3所示，将测力计挂钩系于A点，沿不同方向拉测力计，使杠杆在水平位置平衡，将各次拉力方向和测力计的示数填入表二．由表二数据可知：θ角越小，使杠杆平衡所需动力越大．进一步分析可以发现：θ角越小，支点O到动力作用线的距离就越小．（均选填“大”或“小”）

表二
实验序号	动力方向与杠杆间的夹角θ	动力的大小F（N）
4	90°	2
5	45°	2.8
6	30°	4

（4）综合实验（2）、（3）可以发现：在阻力不变时，使杠杆平衡所需动力的大小由支点到动力作用线的距离决定，该距离叫动力臂；动力臂越大，所需动力越小．

Answer 1

分析 （1）杠杆的调节也跟天平类似，应向高的一侧移动平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡最大的好处就是测量力臂时非常方便；
（2）（3）此题研究了当阻力不变时，杠杆平衡时动力的大小与支点到动力作用点、动力的方向之间的关系，应用控制变量法可解决；
（4）根据杠杆平衡的条件进行分析，即动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂．

解答 解：
（1）杠杆的右端低，说明这一侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向左调节，以减小这一侧的力臂；
（2）当阻力不变时，杠杆平衡时动力的大小与支点到动力作用点之间的关系，应控制动力方向不变，由表一种的实验记录可知：支点O到动力作用线的距离越小，所需动力越大；所需动力的大小与支点O到动力作用线的距离成反比；
（3）当阻力不变时，支点到动力作用点不变时，改变动力的方向，由表二数据可知：θ角越小，使杠杆平衡所需动力越大．分析可以发现：θ角越小，支点O到动力作用线的距离就越小，θ越大，动力越小；
（4）根据（2）、（3）的结论可以发现：在阻力不变时，使杠杆平衡所需动力的大小由支点到动力作用线的距离决定，该距离叫动力臂；根据杠杆的平衡条件可知，动力臂越大，所需动力越小．
故答案为：（1）左；（2）大；成反比；（3）大；小；（4）支点到动力作用线；小．

点评 物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中．控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一．