Question

9．同學(xué)們通過觀察實(shí)驗(yàn)研究了影響杠桿平衡的因素，之后對(duì)杠桿究竟在什么條件下才平衡展開探究．請(qǐng)你隨同學(xué)們一同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．

（1）圖（a）是處于平衡狀態(tài)的杠桿．圖（b）（c）（d）是同學(xué)們的操作及現(xiàn)象，由此得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：作用在杠桿兩邊上的力的大小、方向和作用點(diǎn)都能影響杠桿的平衡．
（2）為便于描述力對(duì)杠桿的作用效果，物理學(xué)中引入了“力臂”的概念．因?yàn)榱Ρ弁瑫r(shí)包含了力的方向和作用點(diǎn)兩個(gè)要素．因此同學(xué)們利用圖e所示的裝置及材料（鉤碼0.5N/個(gè)，杠桿分度4cm/格）設(shè)計(jì)了“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)步驟如下．
a．在未懸掛鉤碼前，向右端調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置靜止； 
b．在杠桿支點(diǎn)兩側(cè)分別懸掛不同數(shù)量的鉤碼并調(diào)節(jié)其位置，使杠桿在水平位置重新平衡，記錄動(dòng)力、阻力（大小分別等于兩側(cè)所懸掛 鉤碼的重力）及動(dòng)力臂、阻力臂等數(shù)據(jù)于表格中；
c．改變鉤碼數(shù)量重復(fù)步驟b，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	0.5	24	1.0	12
2	1.5	16	1.0	24
3	1.0	8	2.0	4

①將實(shí)驗(yàn)步驟中的劃線部分補(bǔ)充完整；
②請(qǐng)你分析并處理表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納得出杠桿平衡的條件．

Answer 1

分析 （1）由圖a、b、c、d可知，改變杠桿的力的大小、方向和作用點(diǎn)都影響杠桿平衡；
（2）“力臂”包含力的大小和作用點(diǎn)，對(duì)于杠桿平衡的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)使杠桿在水平位置平衡，利用表格數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論．

解答 解：（1）觀察圖a、b、c、d可知，作用在杠桿兩邊上力（或阻力及動(dòng)力）的大小、方向和作用點(diǎn)的改變，都能夠影響杠桿的平衡；
（2）力臂從力的三要素方面來說，給力的方向和作用點(diǎn)有關(guān)；
①a．（在未懸掛鉤碼前）向右端調(diào)節(jié)杠桿兩邊的平衡螺母
b．使杠桿在水平位置重新平衡
②第1次實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)₁L₁=0.5N×24cm=12N•cm=F₂L₂=1.0N×12cm=12N•cm
同理：第2次實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)₁L₁=F₂L₂=24N•cm，第3次實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)₁L₁=F₂L₂=8Ncm
（分析上述數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，每次杠桿平衡時(shí)，F(xiàn)₁與F₂可以不等，L₁與L₂也可以不等，但F₁L₁=F₂L₂）
由此歸納得出杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂．
故答案為：（1）作用在杠桿兩邊上的力的大小、方向和作用點(diǎn)都能影響杠桿的平衡；（2）方向和作用點(diǎn)；a、在未懸掛鉤碼前，向右端調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母；b、使杠桿在水平位置重新平衡．
c、杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查杠桿的平衡與力的三要素的關(guān)系，探究杠桿的平衡原理，基礎(chǔ)題目．