Question

5．探究杠桿的平衡條件．
【提出問題】如圖甲所示，是一種常見的桿秤，此時處于水平位置平衡．
發(fā)現(xiàn)一：小明在左側(cè)掛鉤上增加物體，可觀察到提鈕左側(cè)下沉．他認(rèn)為改變杠桿的平衡狀態(tài)，可以通過改變作用在杠桿上力的大小來實(shí)現(xiàn)；
發(fā)現(xiàn)二：接著小明移動秤砣使其恢復(fù)水平位置平衡．說明通過改變力臂的長短也可以改變杠桿的平衡．
那么，杠桿在什么條件下才能平衡呢？
【實(shí)驗(yàn)過程】
（1）實(shí)驗(yàn)前，杠桿處于如圖乙所示的狀態(tài)．實(shí)驗(yàn)時，首先應(yīng)向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
（2）在杠桿兩端加鉤碼時，并移動鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，如圖丙所示，并測出力臂．多次實(shí)驗(yàn)并把數(shù)據(jù)記錄只表格中．（每個鉤碼重為0.5N，每小格間的距離是5cm）．多次實(shí)驗(yàn)的目的是：歸納、總結(jié)杠桿平衡的規(guī)律．

次數(shù)	F1/N	L1/cm	F2/N	L2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	2	15	3	10

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂．
【拓展】
如圖丁所示，要使杠桿在水平位置平衡，可在B處掛4個鉤碼．如果在C點(diǎn)用彈簧測力計(jì)沿位置1的方向向上拉（圖中未畫出），使杠桿在水平位置平衡．彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3N；當(dāng)彈簧測力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡，測力計(jì)示數(shù)將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 【提出問題】根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，改變杠桿所受的力及其力臂，都可以改變作用在杠桿上力和力臂的乘積；
【實(shí)驗(yàn)過程】實(shí)驗(yàn)中應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，調(diào)節(jié)時，需將平衡螺母向左端調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)中多次實(shí)驗(yàn)的目的是歸納、總結(jié)杠桿平衡的規(guī)律；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】分析三幅圖中力和對應(yīng)力臂的關(guān)系，得出杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂；
【拓展】根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂可知，要使杠桿在水平位置平衡可在B處掛4個鉤碼，如果在C點(diǎn)用彈簧測力計(jì)沿位置1的方向向上拉，使杠桿在水平位置平衡，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3N，當(dāng)彈簧測力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過程中，拉力F的力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂可知，測力計(jì)示數(shù)將變大．

解答 解：【提出問題】
小明在左側(cè)掛鉤上增加物體，改變了杠桿所受的力，改變了杠桿的平衡；
接著小明移動秤砣改變秤砣對桿力的力臂，使其恢復(fù)水平位置平衡，說明通過改變力臂的長短也可以改變杠桿的平衡；
【實(shí)驗(yàn)過程】
圖2可知，杠桿的左端上翹，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向左調(diào)節(jié)，使杠桿處于水平位置平衡；
實(shí)驗(yàn)中多次實(shí)驗(yàn)的目的是歸納、總結(jié)杠桿平衡的規(guī)律；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
計(jì)算表格中力和對應(yīng)力臂的乘積可知，杠桿平衡的條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂；
【拓展】
如圖丁所示，要使杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，1.5N×0.2m=F₂×0.15m，則F₂=2N，所以要使杠桿在水平位置平衡可在B處掛4個鉤碼；
如果在C點(diǎn)用彈簧測力計(jì)沿位置1的方向向上拉，使杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知1.5N×0.2m=F₂×0.1m，則F₂=3N，所以彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3N；
當(dāng)彈簧測力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過程中，拉力F的力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，測力計(jì)示數(shù)將變大．
故答案為：
【提出問題】力的大�。涣Ρ�；
【實(shí)驗(yàn)過程】左；歸納、總結(jié)杠桿平衡的規(guī)律；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】動力×動力臂=阻力×阻力臂；
【拓展】4；3；變大．

點(diǎn)評 本題是探究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)，考查了對實(shí)驗(yàn)的探究過程掌握及對平衡條件的應(yīng)用，更有利于對杠桿平衡條件知識的理解．