Question

18．如圖所示，是“探究杠桿平衡條件”的裝置圖．

（1）實驗前應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到水平平衡，如果杠桿的左端向下傾斜，平衡螺母應(yīng)向右端調(diào)節(jié)．
（2）實驗數(shù)據(jù)記錄如表．實驗時收集多組數(shù)據(jù)的目的是排除偶然性，得出一般規(guī)律；實驗得到的結(jié)論是F₁L₁=F₂L₂（用字母符號表示）．

實驗次數(shù)	動力F1/N	動力臂L1/m	阻力F2/N	阻力臂L2/m
1	2	0.3	3	0.2
2	4	0.4	8	0.2
3	5	0.3	6	0.25

（3）圖中甲杠桿處于平衡狀態(tài)，每個鉤碼受到的重力是0.5N，則彈簧測力計豎直向下的拉力是2N；拉著彈簧測力計，逐漸向右傾斜，并保持杠桿平衡，彈簧測力計的示數(shù)將變大；（選填“變大”或“變小”或“不變”），原因是拉力的力臂變�。�
（4）將圖乙中杠桿兩側(cè)的鉤碼各取下一個，杠桿會左側(cè)下降（選填“右側(cè)下降”或“左側(cè)下降”）．
（5）若只將圖乙中的杠桿左側(cè)的兩個鉤碼取下，要使杠桿重新在水平位置平衡，應(yīng)將右側(cè)鉤碼向左移動2格（說出鉤碼移動的方向及格數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，使杠桿在水平位置平衡的目的是為了便于測量力臂．
若左端下沉，則需將平衡螺母向右調(diào)節(jié)．
（2）實驗中收集多組數(shù)據(jù)可尋找普遍規(guī)律；根據(jù)力與力臂的乘積，最終可得出杠桿的平衡條件；
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件可計算彈簧測力計的拉力大小；根據(jù)杠桿平衡條件，阻力和阻力臂不變時，彈簧測力計傾斜，動力臂變小，動力變大．
（4）當(dāng)左右兩側(cè)力與力臂的乘積不相等時，杠桿會轉(zhuǎn)動，直到在新的位置找到平衡；
（5）利用杠桿平衡條件分析．

解答 解：（1）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做是為了便于測量力臂；如發(fā)現(xiàn)杠桿左端向下傾斜，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)．
（2）在實驗中，為避免實驗結(jié)論的片面性、偶然性，要多做幾次實驗，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而得到普遍性的規(guī)律．
分別計算動力和動力臂的乘積、阻力和阻力臂的乘積，可以發(fā)現(xiàn)杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即：F₁•L₁=F₂•L₂．
（3）設(shè)每格長度為L，由圖示可知，
L_阻=4L，G=3×0.5N=1.5N，L_動=3L，
由杠桿平衡條件得：G×L_阻=F×L_動，
彈簧測力計的拉力F=$\frac{G×{L}_{阻}}{{L}_{動}}$=$\frac{1.5N×4L}{3L}$=2N，
則彈簧測力計的示數(shù)是2N．
當(dāng)彈簧測力計逐漸向右傾斜時，彈簧測力計拉力的力臂變小，為保持杠桿仍然在水平位置平衡，彈簧測力計的示數(shù)將變大．
（4）根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得：
杠桿在水平位置平衡時：左邊=3G×2L=6GL；右邊=2G×3L=6GL；
如果在兩側(cè)鉤碼下再各取下一個相同的鉤碼后：
左邊=2G×2L=4GL；右邊=G×3L=3GL；
杠桿不再水平平衡，左邊會下降．
（5）杠桿左側(cè)的兩個鉤碼取下，根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，左邊=G×2L=2GL；則右邊=2G×L，即向左移動2格；
故答案為：
（1）水平；右；   
（2）排除偶然性，得出一般規(guī)律；F₁L₁=F₂L₂；
（3）2；變大；拉力的力臂變��；    
（4）左側(cè)下降；   
（5）向左移動2格．

點評 本題考查杠桿的平衡條件及應(yīng)用，本題中涉及實驗到的注意事項很特殊，多次測量的目的不是為了減小誤差而是為了總結(jié)普遍規(guī)律；
對于已經(jīng)平衡的杠桿，改變條件后判斷杠桿是否還能保持平衡，有兩種方法：一是按力和力臂的乘積；二是按比例的方法．