Question

在探究杠杆平衡条件的过程中，我们把支点放在质地均匀的杠杆中间，这样做的目的是

 

；实验时，首先调节杠杆两端的平衡螺母，并使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是

 

；同学们通过多次实验，得出以下数据，分析得出杠杆平衡条件是

 

；请你应用杠杆平衡条件，把表格中的数据填写完整．

物理量 次数	1	2	3	4
L1/m	0.1	0.15	0.2	0.2
F1/N	0.5	0.5	1.5
L2/m	0.05	0.05	0.1	0.1
F2/N	1	1.5	3	4

小光同学实验时，在杠杆上挂了如图所示的两组钩码．若在不加减钩码的前提条件下，把左端的两个钩码向右移动

 

个格，可使杠杆平衡；若在不移动钩码位置的前提条件下，采用两端同时减掉

 

的方法，也可使杠杆平衡（杠杆上相邻刻线之间的距离相等，每个钩码的质量都相同）．

Answer 1

分析：（1）①探究杠杆平衡条件时，杠杆的重心在支点上，目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；
②使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
③杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
④根据杠杆的平衡条件计算出第4次实验中，动力F₁的大小．
（2）杠杆处于不平衡状态，通过移动和增减钩码，使杠杆重新达到平衡，满足杠杆的平衡条件．

解答：解：（1）①杠杆重心在其支点处，杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；
②力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；
③分析数据得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
④第4次实验中，F₁L₁=F₂L₂=4N×0.1m=0.4N?m，F₁=

F2L2

L1

=

0.4N?m

0.2m

=2N．
（2）假设每个钩码重1N，每小格为5cm，
①杠杆左端：在距支点4个小格处挂2个钩码，F₁=2N，L₁=5cm×4=20cm，则F₁L₁=2N×20cm=40N?cm；
杠杆右端：在距支点2个小格处挂3个钩码，F₂=3N，L₂=5cm×2=10cm，则F₂L₂=3N×10cm=30N?cm；
∴杠杆不平衡，右端不变的情况下，左端钩码向右移动1个格，此时L₁=5cm×3=15cm，这样就满足F₁L₁=F₂L₂，杠杆就平衡了．
②不移动钩码，就是不改变力臂，两边同时减掉1个钩码时，
杠杆左端：F₁=1N，L₁=5cm×4=20cm，则F₁L₁=1N×20cm=20N?cm；
杠杆右端：F₂=2N，L₂=5cm×2=10cm，则F₂L₂=2N×10cm=20N?cm；
满足F₁L₁=F₂L₂，杠杆就平衡了．
故答案为：避免杠杆自身重力对杠杆平衡的影响、便于测量力臂、动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）、2（表格中的数据）、1、1个钩码．

点评：本题的易错点在“使杠杆平衡的方法”上，通过调节力或者力臂的大小，使杠杆再次平衡，满足杠杆的平衡条件．