Question

17．在探究杠杆平衡条件的实验中．
（1）实验过程中要调节杠杆在水平位置平衡．目的是便于测量力臂的大小和使杠杆的重心落到支点上，消除杠杆自重对实验的影响；
（2）小明把钩码挂在如图所示的位置时（每个钩码的质量，每格长度都相同），接下来他应进行的操作是将左边的钩码向右移动一格，同时将右边钩码向左移动一格，可使杠杆在水平位置平衡；
（3）小华保持力臂、阻力力臂不变，然后改变动力F₁和阻力F₂，并保持杠杆水平位置平衡，分别测量出动力F₁和阻力F₂的数据如表所示，请根据实验条件和实验数据归纳出阻力F₂和动力F₁的关系是：F₂=2.5F₁．

F1/N	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3
F2/N	1.25	2.5	3.75	5.0	6.25	7.5

Answer 1

分析 （1）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，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂；
（2）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂中进行分析即可得到答案．
（3）根据表中数据找出动力和阻力之间的关系．

解答 解：（1）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样的目的是①为了便于测量力臂；②使杠杆的重心落到支点上，消除杠杆自重对实验的影响．
（2）设一个钩码重为G，一个长度为L，根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，要使杠杆在水平位置平衡，必须使杠杆左边力与力臂的乘积等于右边力与力臂的乘积，因此，可将左边的钩码向右移动一格，同时将右边钩码向左移动一格；
（2）根据表中数据可得：
$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{0.5N}{1.25N}$=$\frac{2}{5}$，所以阻力F₂与动力F₁的关系式：F₂=2.5F₁．
故答案为：（1）便于测量力臂的大小；使杠杆的重心落到支点上，消除杠杆自重对实验的影响；（2）将左边的钩码向右移动一格，同时将右边钩码向左移动一格；（3）F₂=2.5F₁．

点评 本题考查探究杠杆平衡条件的实验，解决与杠杆平衡条件相关问题的基本方法：准确找出题中杠杆的五要素，再将对应的动力和动力臂、阻力和阻力臂代入杠杆平衡条件，即可求解．