Question

18．同学们在实验室进行“探究杠杆的平衡条件”的实验，所用杠杆上相邻线间距均为5cm，实验中使用的钩码每个重0.5N．

（1）实验前，小宏发现杠杆如图甲所示，左端偏高，右端偏低．他应将平衡螺母向左调节，使杠杆水平平衡后再进行实验．
（2）图乙是小宏某次实验的情景，请你把弹簧测力计的示数填入表中．

实验序号	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
M		20	1.5	10

（3）本次实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是弹簧测力计倾斜拉杠杆，动力臂不是动力作用点到支点的距离，不等于20cm．
（4）第二小组的同学获得的数据如下表所示：

动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
4	5	5	4

他们得出的结论是：“动力+动力臂=阻力+阻力臂”，你认为他们的实验存在什么问题？根据一次实验，得出的实验结论不具有普遍性．
（5）第三小组同学猜测：在阻力和阻力臂保持不变的条件下，当杠杆平衡时动力跟动力臂之间有一定的关系．为研究此关系，他们进行了一系列的实验，并记录了如下表所示的实验数据，归纳出实验结论：使用杠杆，当阻力和阻力臂相同时，动力臂越长越省力．

阻力/N	2	2	2	2	2	2
动力/N	12	6	4	3	2	1.5
阻力臂/cm	18	18	18	18	18	18
动力臂/cm	3	6	9	12	18	24

（6）在本次实验后的交流活动中，老师提出了这样一个问题：杠杆如图丙所示处于平衡状态，此时若在杠杆两端钩码下再各加挂一个相同的钩码，放手后会观察到什么现象？
答：杠杆将沿逆（填“顺”或“逆”）时针方向转动，你做出判断的理由是左边的力和力臂的乘积大．

Answer 1

分析 （1）调节杠杆在水平位置平衡时，使平衡螺母向上翘的一端移动．
（2）弹簧测力计读数：确定每一个大格和每一个小格代表的示数．
（3）当弹簧测力计竖直动力臂等于动力点到支点的距离，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，力臂变小，小于动力点到支点的距离．
（4）只根据一次实验就得出实验结论不具有普遍性，应进行多次实验，测出多组实验数据，使实验结论具有普遍性．
（5）由表格中数据知道，阻力和阻力臂相同，动力不同、动力臂不同，由此得结论．
（6）当杠杆两端钩码下再各加挂一个相同的钩码，设杠杆的分度值是L，一个钩码重是G，分别求出杠杆两端的力和力臂的乘积，力和力臂的乘积相等时，杠杆在水平位置平衡；力和力臂的乘积不相等时，力和力臂乘积大的一端下沉．

解答 解：（1）如图，杠杆的左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动．
（2）弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，示数为1.2N．
（3）弹簧测力计倾斜拉杠杆时，力臂变小，小于动力点到支点的距离，动力臂小于20cm．
（4）根据一次测量便得出结论，不具有普遍性，要使结论具有普遍性，应进行多次实验，测出多组数据，然后得出结论．
（5）由表中数据可知：
阻力相同、阻力臂相同，动力臂越大，动力越小．
所以有结论：使用杠杆，当阻力和阻力臂相同时，动力臂越长越省力．
（6）杠杆两端钩码下再各加挂一个相同的钩码，
设杠杆的分度值是L，一个钩码重是G，
杠杆左边：3G×3L=9GL，
杠杆右边：4G×2L=8GL，
9GL＞8GL，
所以杠杆的左端下沉，杠杆会逆时针转动．
故答案为：（1）左；（2）1.2；（3）弹簧测力计倾斜拉杠杆，动力臂不是动力作用点到支点的距离，不等于20cm；（4）根据一次实验，得出的实验结论不具有普遍性；（5）使用杠杆，当阻力和阻力臂相同时，动力臂越长越省力；（6）逆；左边的力和力臂的乘积大．

点评 （1）杠杆平衡条件，在杠杆平衡问题中有广泛的应用，一定要熟练掌握．
（2）调节杠杆在水平位置平衡和调节天平横梁平衡，操作方法是相同的，都是平衡螺母向上翘的一端移动．