Question

12．小明在探究杠杆的平衡条件的实验中，以杠杆中点为支点．

（1）如图甲所示，在调节好的杠杆两边挂上钩码后，杠杆又在水平位置平衡，记录数据，根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，小明这种做法的不足是：仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性．
（2）如图乙所示，小明设计了两种实验方案：第一种，弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为F₁；第二种，弹簧测力计倾斜拉，其读数为F₂，两次弹簧测力计读数F₁＜（选填“＜”、“=”或“＞”）F₂；第二种实验方案自找麻烦（选填“有必要”或“自找麻烦”），理由是不便于力臂的测量．
（3）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丙所示装置进行探究，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水平平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因可能是：杠杆的自重影响了杠杆平衡条件的探究．

Answer 1

分析 （1）本实验中多次测量发现变化规律，为了使实验结论具有普遍性；
（2）杠杆的平衡条件是：F₁L₁=F₂L₂；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（3）图丙中，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）只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验得出结论具有偶然性，要多进行几次实验，以避免偶然性；
（2）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此第一种实验方案更方便，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，能从杠杆上直接读力臂，而第二种不便于力臂的测量；因为第一方案的动力臂要大于第二种方案的动力臂，根据杠杆的平衡条件，在阻力和阻力臂都相同的情况下，动力臂越大的越省力，所以，F₁＜F₂；
（4）利用如图丙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响．
故答案为：（1）仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性；（3）＜；自找麻烦；不便于力臂的测量； （4）杠杆的自重影响了杠杆平衡条件的探究．

点评 本题考查了杠杆的平衡条件的实验，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；初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律．