Question

15．在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）若实验前没有挂钩码时杠杆静止在图甲所示位置，应将右端的平衡螺母向右（左、右）适当调节．
（2）在实验时，应使杠杆在水平位置平衡，其目的是便于测量力臂．
（3）实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边、离支点两格的A处挂有3个钩码，如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，在杠杆右边的第三格处挂2个钩码
（4）图丙是小明同学三次实验的情景，实验时所用的每个钩码重0.5N，杠杆上每一格长5cm，部分实验数据已记录在表中．

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	1.5	10	1	A
2	1	20	2	10
3	1	20	1.5	10

①请将表格中的实验数据补充完整．A：L₂=15cm
②小明的第三次实验存在错误，错误的原因是弹簧测力计未与杠杆垂直，力臂不沿杠杆的方向，动力臂测量错误．
③该实验中，小明进行了多次测量，其目的是使实验结论具有普遍性．
④在第三次实验中，若测力计由图示位置匀速转到竖直位置，该过程中测力计的示数会变小（变大，不变，变小）．
⑤从该实验中我们可以归纳出杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂．

Answer 1

分析 （1）在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向较高的一端调节；
（2）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；
（3）根据杠杆平衡条件进行计算；
（4）①根据一次实验图示读出对应的数据填入表格；
②正确理解力臂的概念：从支点到力的作用线的距离；
③实验规律应建立在多次测量的基础上，以避免得到偶然性的结论；
④根据杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂，当F₂L₂不变时，如L₁变化，F₁的变化与L₁的变化相反；
⑤杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂．

解答 解：
（1）由图知，杠杆静止时右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向右调节；
（2）为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡；
（3）利用杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂计算得知，在杠杆右边、离支点3格的B处挂有2个钩码；
（4）①由丙图第一次实验知，L₂=3×5cm=15cm；
②第3次实验，弹簧测力计未与杠杆垂直，所以力臂不沿杠杆的方向，图中L₁的测量错误；
③本实验中进行多次测量的目的是：避免实验次数过少，导致实验结论具有偶然性，便于从中寻找规律；
④弹簧测力计由斜向下拉改为竖直向下拉时，F₂和L₂都不改变，力臂L₁增大了，根据杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂，故弹簧测力计的示数将变小；
⑤由表格中数据知，杠杆平衡满足的条件是：F₁L₁=F₂L₂．
故答案为：（1）右；（2）水平；力臂；（3）2；（4）①15；②弹簧测力计未与杠杆垂直，力臂不沿杠杆的方向，动力臂测量错误；③使实验结论具有普遍性；④变小；⑤F₁L₁=F₂L₂．

点评 （1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（2）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．