Question

10．大梦和小梦一起做探究杠杆平衡条件的实验．（每个钩码50g，g取10N/kg）

（1）实验前，为使图甲的杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右（选填“右”或“左”）调整．
（2）杠杆平衡后，小梦在图乙所示的A位置挂上3个钩码，在B位置挂上2个钩码，能使杠杆在水平位置平衡，其目的是便于读出力臂的长．
（3）小梦取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在图丙中的B位置竖直向下拉，当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数是1N．
（4）大梦改变了拉力的方向，使弹簧测力计在图丙B位置斜向下拉，当杠杆在水平位置再次平衡时，弹簧测力计的示数将变大（选填“变大”“变小”或“不变”）
（5）改变钩码的数量与位置，分别测出如下表的三组数据，根据表中数据，请你得出杠杆的平衡条件是F₁L₁=F₂L₂（写出公式）．多次实验的目的是得出普遍规律，避免偶然性．

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	2.0	5.0	1.0	10.0
2	2.0	10.0	2.0	10.0
3	4.0	10.0	2.0	20.0

Answer 1

分析 （1）杠杆倾斜时，杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端，左、右两端的螺母（或一端的螺母）要向杠杆上翘的一端调节．
（2）根据杠杆平衡条件，代入数据求出B位置钩码的个数．杠杆在水平位置平衡是为了便于读出力臂的长．
（3）改用弹簧测力计在图丙中的B位置竖直向下拉，所用的拉力与前面所求出的钩码的重力相等，据此可求出拉力的大小．
（4）根据杠杆的平衡条件，当一端的力与力臂不变时，改变另一端的力臂，则力也随之改变．
（5）分析归纳力与力臂的关系，可得出杠杆的平衡条件．实验中得出多组数据，是为了总结普遍规律，避免偶然性．

解答 解：（1）由图知，杠杆左端下沉，为了使它在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向右调节；
（2）设一个钩码的重力为G，杠杆上一个小格的长度为L，
由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂知，
3G×2L=nG×3L，
解得：n=2，即在图乙所示的A位置挂上3个钩码，在B位置挂上2个钩码，能使杠杆在水平位置平衡；
实验中，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于在杠杆上直接读出力臂的长．
（3）由前面的计算可知，改用弹簧测力计在图丙中的B位置竖直向下拉，所用的拉力与2个钩码所产生的拉力相等，即等于2个钩码的重力，
则F₂=2G=2mg=2×0.05kg×10N/kg=1N；
（4）使弹簧测力计在图丙B位置斜向下拉，则拉力的力臂会变小，根据杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂知，左侧的力与力臂不变，右侧的力臂变小，则拉力变大．
（5）分析归纳表中三组数据，比较力与力臂的关系，可得出杠杆的平衡条件是F₁L₁=F₂L₂．实验中得出多组数据，是为了总结普遍规律，避免偶然性．
故答案为：（1）右；（2）2；便于读出力臂的长；（3）1N；（4）变大；（5）F₁L₁=F₂L₂；得出普遍规律，避免偶然性．

点评 本题考查了杠杆的平衡条件的探究实验及应用，本题中涉及实验到的注意事项，操作要求，杠杆平衡条件的归纳及应用等．综合性强，但总体难度不大．