Question

16．探究杠杆的平衡条件

（1）如图甲所示，若杠杆在使用前左端低，右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右侧的螺母向右（填“左”或“右”）调节至平衡．杠杆平衡后，在整个实验过程中，不可以（填“可以”或“不可以”）再旋动两侧的螺母．
（2）下来实验步骤中
A．调节杠杆两侧的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡．
B．计算每次实验中F₁•L₁和F₂•L₂的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件．
C．改变钩码的个数和位置，重复实验．
D．记下动力F₁•动力臂•阻力F₂和阻力臂L₂的大小，将数据填入表格中．
E．将钩码挂在杠杆的支点两边，先改变动力或动力臂的大小，然后调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡．正确的顺序是AEDCB．
（3）每个钩码重1N，杠杆上每格长度是4cm．下表是某同学记录的实验数据．

次数	F1/N	L1/cm	F2/N	L2/cm
1	1	8	2	4
2	2	8	1	16
3	2	12	3	8

分析上述数据，可得出的杠杆的平衡条件是：F₁l₁=F₂l₂
（4）上图中，杠杆在水平位置平衡，如果这时在两侧钩码下各增加一个相同的钩码，杠杆的左端将下沉．
（5）实验结束后，小明提出了新的探究问题：若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”
于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．其原因可能是杠杆自重的影响．

Answer 1

分析 （1）如果杠杆左端下沉，应向右调节平衡螺母，使杠杆在平衡位置平衡，实验中不可以再调节平衡螺母．
（2）探究杠杆平衡条件的步骤：
调节杠杆在水平位置平衡；
左右挂不同数量的钩码，使杠杆在水平位置重新平衡，继续动力、动力臂、阻力、阻力臂；
改变钩码的位置和数量，重复进行实验；
（3）杠杆平衡条件：F₁l₁=F₂l₂；
（4）根据杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡或杠杆的哪端下沉；
（5）图乙中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响．

解答 解：
（1）发现杠杆左端下沉，此时，应把杠杆右端的平衡螺母向右调节，使杠杆在不挂钩码时，在水平位置平衡；
实验过程中不能再调节平衡螺母，否则就不能得出平衡条件；
（2）经分析，探究杠杆平衡的步骤为：
A、调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
E、将钩码挂在杠杆的支上点两边，先改变动力或动力臂的大小，然后调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡；
D、记下动力F₁、动力臂L₁、阻力F₂和阻力臂L₂的大小，将数据填入表格中；
C、改变钩码的个数和位置，重复实验；
B、计算每次实验中F₁L₁和F₂L₂的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件；
（3）分析上述数据，可得出的杠杆的平衡条件是：F₁l₁=F₂l₂（或动力×动力臂=阻力×阻力臂）；
（4）如图，杠杆在水平位置平衡，如果这时在两侧钩码下各增加一个相同的钩码，每个钩码重1N，杠杆上每格长度是4cm，3N×12cm＞4N×8cm，
所以F₁l₁＞F₂l₂，所以杠杆的左端下沉；
（5）图乙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大．
故答案为：（1）右；不可以；（2）AEDCB；（3）F₁l₁=F₂l₂；（4）左；（5）杠杆自重的影响．

点评 通过调节平衡螺母，使杠杆使用前水平平衡，目的是使杠杆的重心不对平衡产生影响，也便于力臂的测量；实验时进行多次测量，用多组数据分析得出杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂．