Question

20．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，某同学记录了三次实验数据如表：

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）这三次实验数据中有一次是错误的，记录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．
（2）如图1所示，当在A处挂了三个钩码时，要使杠杆平衡，应在C处挂4个钩码（每个钩码的质量相等）．
（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2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 （填“大于”“小于”或“等于”）F_b．

Answer 1

分析 （1）杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂），将题中表格中的已知数据代入F₁L₁=F₂L₂中进行计算即可得到答案；
（2）根据杠杆平衡的调节即可求出；
（3）若在A点斜向上拉，力的方向改变，力臂的长度改变，因此拉力的大小也就会变化．

解答 解：
（1）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；
由表中正确的实验数据可知，杠杆平衡时：F₁L₁=F₂L₂，由此可得，杠杆的平衡条件为：F₁L₁=F₂L₂．
（2）设一格为L，一个钩码重G，则有3G×4L=nG×3L，n=4，故应在C处挂4个钩码．
（3）由图示可知，测力计在A点斜向上拉时，动力臂变小，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂可知，动力变大，即F_b大于F_a，F_a小于F_b．
故答案为：（1）2；F₁L₁=F₂L₂；（2）4；（3）小于．

点评 解决与杠杆平衡条件相关问题的基本方法：准确找出题中杠杆的五要素，再将对应的动力和动力臂、阻力和阻力臂代入杠杆平衡条件，即可求解．