Question

在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干，弹簧测力计． 
（1）将杠杆装在支架上，发现杠杆左端下沉，如图1，此时应将杠杆的平衡螺母向

右

（左/右）调，直到杠杆在水平位置平衡为止．此时为什么要让杠杆在水平位置平衡

便于测量力臂大小，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响

．
（2）当左侧钩码处于图2所示A位置时，应

增大拉力或向右移动测力计

，可使杠杆恢复水平位置平衡．
（3）某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为F₁=5N，L₁=20cm，F₂=2.5N和L₂=40cm．该同学根据这些数据能否得出探究结论？

不能

，理由是

只根据一组数据归纳出的规律具有偶然性

．
（4）考虑到弹簧测力计有自重，若弹簧测力计的挂法如图3所示，测出的拉力将

变小

（保持不变/变大/变小）．
（5）探究过程中，在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G=2.5N的物体（如图4），在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态．根据多次测量的力和力臂F、L数据，画出F和

1

L

 的图线如图5（注意看清楚图中两个坐标的含义），由图可得出杠杆平衡条件是F与L成

反

比．根据杠杆平衡条件，可求出重力G的力臂是

0.2

m．

Answer 1

分析：（1）调节杠杆两端的平衡螺母，使平衡螺母向上翘的一端移动，使杠杆在水平位置平衡，杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响．
（2）根据F₁L₁=F₂L₂和杠杆倾斜情况就能判断动力或动力臂变化情况．
（3）初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律；
（5）由F和

1

L

的图线知，F和

1

L

成正比，可以推断F-L成反比．
当物体重G和其力臂不变时，画出F和

1

L

的图线如图乙，当F=2N，

1

L

=4m^-1时，杠杆处于平衡状态，根据

1

L

=4m^-1求出F的力臂L，根据杠杆平衡条件求出重力G的力臂．

解答：解：（1）图1中杠杆右端下沉，左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动．杠杆在水平位置平衡，好处是力臂在杠杆上，便于力臂的测量，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响．
（2）图2中因为杠杆左端偏重，杠杆恢复水平平衡时杠杆左边的力臂变大，所以应在杠杆右边加拉力或者向右移动弹簧测力计以增大杠杆右边力臂．
（3）实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律；
（4）图3中因为测力计自身受到竖直向下重力作用，给杠杆一个向下的拉力，这样手对测力计挂钩向下的拉力变小．
（5）①如图5，F和

1

L

成正比，

F

1 L

为定值，所以FL为定值，可以推断F-L成反比．
②图4中，因为

1

L

=4m^-1，所以L=0.25m，
根据杠杆平衡条件得：GL'=FL，
所以，2.5N×L'=2N×0.25m，
所以，L'=0.2m．
故答案为：（1）右；便于测量力臂大小，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响；（2）增大拉力或向右移动测力计；（3）不能；只根据一组数据归纳出的规律具有偶然性；（4）变小；（5）反；0.2．

点评：初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件就是为了寻找普遍规律．总之实验题的评价应注意观察（1）实验次数是否在三次以上；（2）实验数据是否过于特殊；（3）实验操作是否规范．第（5）题真正考查了正比和反比的含义，当两个物理量的比值一定时，两个物理量成正比；当两个物理量的乘积一定时，两个物理量成反比．题目中没有直接给出动力臂和动力，而是从图象上搜索，这是一道比较新颖的题目，值得仔细研究．