Question

9．在“探究杠杆平衡条件”实验中：

（1）实验前，先把杠杆的中点支在支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉．此时，应把杠杆左端的平衡螺母向左（左/右）调节，使杠杆在水平位置平衡．
（2）实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是为了避免偶然性（选填“避免偶然性”或“取平均值来减小误差”）．
（3）如图（a）所示，杠杆处于平衡状态（图中杠杆上每格距离相等）．如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后，杠杆将左端下沉（选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）．
（4）图（b）、（c）中所示的两个状态均表示杠杆已达到平衡．当杠杆由图b的位置变成图c的位置时，弹簧测力计的示数将不变．（填“变大”、“变小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）实验时，如果杠杆不在水平位置平衡，可通过反向调节（向偏高的一端）平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡．
（2）为了得出普遍结论，应进行多次实验，测出多组实验数据；
（3）杠杆两端力和力臂的乘积如果相等杠杆平衡，如果不相等，力和力臂乘积大的一端下沉；
（4）力臂指的是支点到力的作用点的距离，杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，根据杠杆平衡的条件可解决题目．

解答 解：（1）如图（a）所示，杠杆的右端偏低，说明杠杆左端的重力偏小，欲使杠杆在水平位置平衡，则杠杆左端的平衡螺母应向左调．
（2）改变支点两侧的钩码个数和位置，得到三组数据并进行分析．做三次实验的目的是多次实验得出普遍结论，避免偶然性．
（3）设杠杆一个小格代表L，一个钩码重为G，
如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后，
杠杆左端：3G×3L=9GL，
杠杆右端：4G×2L=8GL；
所以杠杆的左端向下倾斜．
（4）如图b，杠杆在水平位置平衡时，砝码由于重力对杠杆产生的力F₁的力臂等于支点到力的作用点的距离OA；测力计竖直向上拉力F₂，力臂等于支点到力的作用点的距离OB．所以F₁×OA=F₂×OB．

如图c，杠杆位置平衡时，F₁′的力臂为OC=OA×cos∠BOD，F₂的力臂为OD=OB×cos∠BOD．
所以F₁′×OAcos∠BOD=F₂×OBcos∠BOD，
所以F₁′×OA=F₂×OB，
所以F₁′=F₁，
故弹簧秤的示数将不变．
故答案为：（1）左；水平；（2）避免偶然性；（3）左端下沉；（4）不变．

点评 在探究杠杆平衡条件时，杠杆的重心应调到支点上，使其不影响两边力与力臂的乘积相等；为计算方便，要求两边各有一个力与力臂的乘积．