Question

16．为探究“杠杆的平衡条件”的实验装置．实验中：
（1）实验过程中，我们总是选取杠杆的水平平衡状态进行实验，其原因主要是为了便于测量力臂．
（2）小红同学在实验中得到的结论是“动力与支点到动力作用点距离的乘积等于阻力与支点到阻力作用点距离的乘积”，这明显与书中结论不符，请你利用弹簧测力计、细线、刻度尺和图中器材，设计一个简要实验方案证明这个结论是错误的（可在图中画图进行说明）．

Answer 1

分析 （1）实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂；
（2）用弹簧测力计斜向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，此时动力乘以支点到动力作用点的距离大于阻力乘以支点到阻力作用点的距离．

解答 解：
（1）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，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂；
（2）实验步骤：

①根据图示，在杠杆左端某处挂2个钩码；弹簧测力计竖直向上拉动杠杆，记下弹簧测力计的示数F₁；弹簧测力计斜向上拉动杠杆，记下弹簧测力计的示数F₂，实验现象：F₂＞F₁，
证明：弹簧测力计竖直拉动杠杆时，动力乘以支点到动力作用点的距离等于阻力乘以支点到阻力作用点的距离；
弹簧测力计斜向上拉动杠杆时，阻力、支点到阻力作用点的距离、支点到动力作用点的距离不变，斜向上拉动杠杆时，弹簧测力计示数变大，动力乘以支点到动力作用点的距离大于阻力乘以支点到阻力作用点的距离，所以小红的观点是错误的．
故答案为：（1）为了便于测量力臂；（2）见解答过程．

点评 当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上，倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上，力臂变小．