Question

14．如图，在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆在图（a）所示位置静止，杠杆处于平衡（选填“平衡”或“不平衡”）状态，此时应先将左边的平衡螺母向左调节，右边的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置保持平衡，目的是为了便于测量力臂大小．
（2）操作时，把钩码分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的个数或在杠杆上的力臂，使杠杆平衡．若不计杠杆质量和摩擦且杠杆刻度均匀，每个钩码均重1牛，如图（b）在A点挂两个钩码时，为了使杠杆恢复平衡，可以在C点挂4个钩码；或者在B点作用一个大小为4牛，方向竖直向上（选填“上”或“下”）的力．
（3）甲同学在实验中得出三组数据（如表）．试根据它的实验结果归纳出杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂（用文字表达）．

实验次数	动力F1（牛）	动力臂l1（厘米）	阻力F2（牛）	阻力臂l2（厘米）
1	2	5	1	10
2	4	10	8	5
3	3	6	2	9

（4）乙同学记录了如表数据，得出了“动力+动力臂=阻力+阻力臂”，该同学实验存在的问题是只测一组数据，得出结论具有偶然性，不具普遍性；不同单位的物理量不能相加．

动力F1（牛）	动力臂l1（厘米）	阻力F2（牛）	阻力臂l2（厘米）
3	4	4	3

Answer 1

分析 （1）①杠杆静止时或杠杆匀速转动时，杠杆处于平衡状态．
②调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动．
③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）根据阻力是阻碍杠杆转动的力，动力是使杠杆转动的力，确定B点和C点施加力的方向．根据杠杆平衡条件求出B、C点挂钩码数量．
（3）杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F₁L₁=F₂L₂）．
（4）实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律．

解答 解：（1）杠杆处于静止状态，杠杆处于平衡状态；杠杆的左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，杠杆重心通过支点，可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响．
（2）操作时，把钩码分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的个数或在杠杆上的力臂的大小，使杠杆平衡．
设杠杆的一个小格是l，设右端挂钩码重为F，根据杠杆平衡条件得，2N×4l=F×2l，所以F=4N，所以在C处挂4个钩码．
在B点施加的力阻碍杠杆转动，B的力臂是2l，所以B点施加竖直向上的力的大小为4N．
（3）根据表格中的数据可归纳出杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂．
（4）该组的同学只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律．力和力臂是两个不同的物理量，单位不同，不能相加．
故答案为：（1）平衡；左；左；水平；便于测量力臂大小；（2）个数；力臂；平衡；4；4；上；（3）动力×动力臂=阻力×阻力臂；（4）只测一组数据，得出结论具有偶然性，不具普遍性；不同单位的物理量不能相加．

点评 杠杆无论在水平位置静止还是在倾斜位置静止，杠杆只有是静止，杠杆就处于平衡状态，此处学生容易忽视．
杠杆平衡条件是杠杆平衡问题的重要依据，一个题目中可能多次用到杠杆平衡条件，一定要熟练掌握．