Question

18．如图所示，是“探究杠杆平衡条件”的装置图．

（1）实验前应将杠杆调节到水平平衡，如果杠杆的左端向下倾斜，平衡螺母应向右端调节．
（2）实验数据记录如表．实验时收集多组数据的目的是排除偶然性，得出一般规律；实验得到的结论是F₁L₁=F₂L₂（用字母符号表示）．

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/m	阻力F2/N	阻力臂L2/m
1	2	0.3	3	0.2
2	4	0.4	8	0.2
3	5	0.3	6	0.25

（3）图中甲杠杆处于平衡状态，每个钩码受到的重力是0.5N，则弹簧测力计竖直向下的拉力是2N；拉着弹簧测力计，逐渐向右倾斜，并保持杠杆平衡，弹簧测力计的示数将变大；（选填“变大”或“变小”或“不变”），原因是拉力的力臂变小．
（4）将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会左侧下降（选填“右侧下降”或“左侧下降”）．
（5）若只将图乙中的杠杆左侧的两个钩码取下，要使杠杆重新在水平位置平衡，应将右侧钩码向左移动2格（说出钩码移动的方向及格数）．

Answer 1

分析 （1）杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂．
若左端下沉，则需将平衡螺母向右调节．
（2）实验中收集多组数据可寻找普遍规律；根据力与力臂的乘积，最终可得出杠杆的平衡条件；
（3）根据杠杆的平衡条件可计算弹簧测力计的拉力大小；根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，弹簧测力计倾斜，动力臂变小，动力变大．
（4）当左右两侧力与力臂的乘积不相等时，杠杆会转动，直到在新的位置找到平衡；
（5）利用杠杆平衡条件分析．

解答 解：（1）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂；如发现杠杆左端向下倾斜，应将平衡螺母向右调节．
（2）在实验中，为避免实验结论的片面性、偶然性，要多做几次实验，对数据进行分析从而得到普遍性的规律．
分别计算动力和动力臂的乘积、阻力和阻力臂的乘积，可以发现杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即：F₁•L₁=F₂•L₂．
（3）设每格长度为L，由图示可知，
L_阻=4L，G=3×0.5N=1.5N，L_动=3L，
由杠杆平衡条件得：G×L_阻=F×L_动，
弹簧测力计的拉力F=$\frac{G×{L}_{阻}}{{L}_{动}}$=$\frac{1.5N×4L}{3L}$=2N，
则弹簧测力计的示数是2N．
当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，弹簧测力计拉力的力臂变小，为保持杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的示数将变大．
（4）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得：
杠杆在水平位置平衡时：左边=3G×2L=6GL；右边=2G×3L=6GL；
如果在两侧钩码下再各取下一个相同的钩码后：
左边=2G×2L=4GL；右边=G×3L=3GL；
杠杆不再水平平衡，左边会下降．
（5）杠杆左侧的两个钩码取下，根据杠杆平衡的条件，F₁×L₁=F₂×L₂，左边=G×2L=2GL；则右边=2G×L，即向左移动2格；
故答案为：
（1）水平；右；   
（2）排除偶然性，得出一般规律；F₁L₁=F₂L₂；
（3）2；变大；拉力的力臂变小；    
（4）左侧下降；   
（5）向左移动2格．

点评 本题考查杠杆的平衡条件及应用，本题中涉及实验到的注意事项很特殊，多次测量的目的不是为了减小误差而是为了总结普遍规律；
对于已经平衡的杠杆，改变条件后判断杠杆是否还能保持平衡，有两种方法：一是按力和力臂的乘积；二是按比例的方法．