Question

12．小明同学在“研究杠杆平衡条件”实验中：

（1）实验时应先调节杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂；若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向左（选填“左”或“右”）调．
（2）杠杆平衡后，小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应在B位置挂上4个钩码．
（3）下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：

实验次数	F1（N）	l1 （cm）	F2 （ N）	l2（ cm）
1	2	5	△	10
2	3	10	2	15
3	2	30	3	☆

上表中空格处所缺的数据是：△=1，☆=20；
（4）分析上表中的实验数据可以得出的结论是F₁L₁=F₂L₂．
（5）接着又用弹簧测力计做了如图丙所示的实验，杠杆平衡后，保持弹簧测力计悬挂点不变，使其拉力方向斜向右下方，仍使杠杆水平平衡，弹簧测力计示数将变大（变大、变小或不变），这是因为动力臂变小了．

Answer 1

分析 （1）实验中，为了便于测量力臂，应调节杠杆在水平位置平衡；
在调节杠杆平衡时，平衡螺母总向较高的一端调节；
（2）根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂可求出钩码的个数；
（3）通过实验得出杠杆的平衡条件，F₁L₁=F₂L₂可求表中空格处所缺的数据；
（4）利用杠杆的平衡条件分析三组数据，动力×动力臂是否等于阻力×阻力臂；
（5）弹簧测力计竖直向下拉杠杆时，力臂在杠杆上，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，力臂变短，阻力、阻力臂不变，动力臂变短，动力变大．

解答 解：
（1）实验时首先调节杠杆使其在水平位置平衡的好处是便于测量力臂；
由图甲知，左端较高，所以应将平衡螺母向左端调节；
（2）设一格为L，一个钩码重G，则有3G×4L=nG×3L，n=4，故应在B处挂4个钩码；
（3）根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂可得：
2N×5cm=F₂×10cm，解得F₂=1N；
2N×30cm=3N×L₂，解得L₂=20cm；
（4）分析实验数据，得出杠杆的平衡条件是F₁L₁=F₂L₂（动力×动力臂=阻力×阻力臂）；
（5）弹簧测力计拉力方向斜向右下方，仍然使杠杆在原来的位置平衡时，动力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆平衡条件得，动力变大，弹簧测力计示数变大．
故答案为：（1）便于测量力臂；  左； （2）4；  （3）1； 20； （4）F₁l₁=F₂l₂（动力×动力臂=阻力×阻力臂）； （5）变大；  动力臂变小了．

点评 本题考查了杠杆平衡的调节、杠杆平衡条件的应用等问题，是实验的常考问题，一定要掌握．探究杠杆平衡条件时，要使力臂在杠杆上，有两个条件：杠杆在水平位置平衡；力竖直作用在杠杆上．