Question

10．如图所示是小明利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”实验．（每个钩码重0.5N）
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向左（选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡．
（2）小明在实验中记录了三次实验数据如下表：

次数	F 1/N	l1/cm	F2/N	l2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	3	15	3	10

实验时杠杆在水平位置平衡的目的是：便于测量力臂；多次实验的目的是：使得出的结论更具有普遍性；小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：F₁l₁=F₂l₂．
（3）在A点悬挂两个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，需在B点悬挂3个钩码，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力应为0.75N；观察实验数据，发现实验中弹簧测力计示数偏大，检测弹簧测力计发现完好无损，原因可能是弹簧测力计拉力的方向没有与杠杆垂直．

Answer 1

分析 （1）杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；
（2）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．为了便于测量力臂，应杠杆在水平位置平衡；
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；
杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F₁×l₁=F₂×l₂）；
（3）根据杠杆平衡条件求出B点、C点的力；阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力增大．

解答 解：
（1）杠杆右端下沉，说明杠杆重心右移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）实验过程中，在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，应通过调节钩码的位置及数量使杠杆在水平位置平衡，这样力臂恰好沿着杆的方向；目的是为了便于测量力臂；
探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据排除偶然性，寻找普遍规律；
分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F₁×l₁=F₂×l₂）；
（3）一个钩码的重是0.5N，设杠杆一个小格是L，
根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，1N×3L=F_B×2L，
解得F_B=0.5N，即在B处挂3个钩码．
根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，1N×3L=F_C×4L，
解得F_C=0.75N．
如果改变弹簧测力计拉力的方向没有与杠杆垂直，这时动力臂减小，在阻力和阻力臂不变，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡．
故答案为：（1）左；（2）便于测量力臂；使得出的结论更具有普遍性；F₁l₁=F₂l₂；（3）3；0.75；弹簧测力计拉力的方向没有与杠杆垂直．

点评 此题是探究杠杆平衡条件的实验，从杠杆的调平、实验的操作、数据的分析、结论、计算等方面进行了考查．