Question

7．小明和小红利用如图甲所示装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码探究杠杆的平衡条件．
（1）如图乙，为使杠杆在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母向右（选填“左”或“右”）移动．在实验过程中，将杠杆调在水平位置平衡是为了方便测量力臂．
（2）小明在实验中记录了三次实验数据如表：

实验 次数	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	1.0	10	0.5	15
2	2.0	10	1.0	20
3	2.0	20	4.0	10

这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是1，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是F₁L₁=F₂L₂．

（3）小红调节杠杆平衡后，在杠杆的两端挂上钩码，杠杆的状态如图丙所示，为此，小红又调节两端的平衡螺母，使杠杆重新回到水平平衡位置．然后正确记录下钩码重，动力臂OA和阻力臂OB的值．分析实验致据后发现得不到教材中的“杠杆的平衡条件”小红的哪一步操作导致了实验结果与教材中的结论不一样？答：杠杆上挂钩码后，小红又调节了平衡螺母．
（4）有同学用现有实验方案得到如下结论“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是实验过程中B．
A．没有改变力的大小　　　　B．没有改变力的方向
C．没有改变力的作用点　　　D．实验次数较少，结论具有偶然性．

Answer 1

分析 （1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动．探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响，使实验简单化，便于探究．
（2）杠杆平衡条件：F₁L₁=F₂L₂．根据杠杆平衡条件判断错误数据．
（3）调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡后，就不能再移动平衡螺母，依靠改变钩码的数量和位置来使杠杆在水平位置重新平衡．
（4）探究杠杆平衡条件时，杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上，力臂在杠杆上，力臂等于知道到力作用点的距离，要改变力的方向，使力臂不在杠杆上．

解答 解：
（1）如图乙杠杆右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小．
（2）实验2和3，符合F₁L₁=F₂L₂，实验1不符合F₁L₁=F₂L₂，所以实验1数据是错误的．
（3）若在杠杆的支点两侧上挂上钩码后，杠杆不在水平位置平衡，此时不能再移动平衡螺母，改变钩码的数量或位置，使杠杆在水平位置重新平衡．
（4）改变力的方向，使力不竖直作用在杠杆上，力臂不在杠杆上进行探究实验推翻“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”．
故答案为：（1）右；力臂；（2）1；F₁L₁=F₂L₂；（3）杠杆上挂钩码后，小红又调节了平衡螺母；（4）B．

点评 力臂在杠杆上，符合两个条件：杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上．