Question

10．在“研究杠杆平衡”的实验中：
（1）把杠杆挂在支架上，实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端下倾，可将右端的平衡螺母向左（填“左”、“右”）边转动，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量力臂．
（2）实验中，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边离支点4格的A处挂了3个钩码，如图1所示，为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆右C处挂上4个  钩码．
（3）实验中改变支点两侧的钩码位置和个数，用同样的方法一般要做三次，得到三组数据并进行分析结论，这样做的目的是避免偶然性，得到普遍规律．．由此，总结出杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂．

次数	钩码重G/N	钩码上升高度h/m	有用功W有用/J	测力计拉力F/N	测力计移动距离S/m	总功 W总/J	机械效率η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48	83.8%
3	4	0.1		1.1	0.5	0.55

（4）若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的A点，如图2所示，杠杆平衡时弹簧测力计的示数为F_a，若在A点斜向上拉，杠杆要求在水平位置再次平衡时，弹簧测力计的示数为F_b，则F_a 小于F_b（填“大于、小于、等于”）．
（5）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3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平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．其原因是：杠杆自重的影响．

Answer 1

分析 （1）杠杆右端下倾，说明杠杆的重心在支点右边，调节平衡应使其重心左移；使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是
（2）根据杠杆平衡条件，左4格处三个钩码，根据杠杆的平衡条件可求右3格处几个钩码；
（3）任何实验，都要多做几次，得到多组数据，分析得出普遍性的规律；
（4）杠杆在水平位置平衡，阻力、阻力臂不变，弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，动力臂变小，动力变大；
（5）图3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）把杠杆挂在支架上，实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端下倾，说明杠杆重心左移，应将平衡螺母向左调节；
使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量力臂；
（2）若每个钩码质量为m，每格长度为L，杠杆左边4格处挂3个钩码，力与力臂乘积为3mg×4L=12mgL，根据杠杆平衡条件右边只要满足力与力臂的乘积为也为12mgL，杠杆就能平衡；
根据杠杆平衡条件，3mg×4L=nmg×3L，解得n=4；
（3）实验时用同样的方法做三次，得到三组数据并进行分析，得到的规律说服性强，这样做的目的是避免偶然性，得到普遍规律；通过实验分析，得出结论：动力×动力臂=阻力×阻力臂；
（4）杠杆平衡时弹簧测力计的示数为F_a，若在A点斜向上拉，杠杆要求在水平位置再次平衡时，弹簧测力计的示数为F_b，杠杆在水平位置平衡，阻力、阻力臂不变，弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，动力臂变小，动力变大．所以则F_a小于F_b．
（5）图3中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大．
故答案为：（1）左；便于测量力臂；（2）4个；（3）避免偶然性，得到普遍规律；动力×动力臂=阻力×阻力臂；（4）小于；（5）杠杆自重的影响．

点评 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．