题目内容

在研究杠杆平衡条件的实验中，某同学记录了三次实验数据如下表：
实验次数动力F₁/N 动力臂L₁/m 阻力F₂/N 阻力臂L₂/m
1 2.0 0.04 4.0 0.02
2 1.0 0.02 0.5 0.01
3 2.5 0.03 1.5 0.05
（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆右端下倾，则应将左端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在位置平衡．
（2）在如图1所示的装置中，每个钩码重1N（杠杆上每格等距，杠杆自重不计），要使杠杆在水平位置平衡，小张在C处应挂个1N重的钩码．
（3）这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是．．
（4）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________ F_b （填“大于、小于、等于”）．

解：（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆右端下倾，则应将左端的平衡螺母向上翘的左端移动．
调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡．
（2）设杠杆的分度值为L，根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，3×1N×4L=n×1N×3L，∴n=4（个）．
（3）实验次数1：2.0N×0.04m=4.0N×0.02m，符合杠杆平衡条件，实验数据正确．
实验次数2：1.0N×0.02m≠0.5N×0.01m，不符合杠杆平衡条件，实验数据错误．
实验次数3：2.5N×0.03m=1.5N×0.05cm，符合杠杆平衡条件，实验数据正确．
杠杆平衡条件是：F₁L₁=F₂L₂．
（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．
故答案为：（1）左；水平；（2）4；（3）第2次；F₁L₁=F₂L₂；（4）小于．
分析：（1）杠杆两端的平衡螺母向上翘的一端移动，使杠杆在水平位置平衡，杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响．
（2）根据杠杆平衡条件判断C处挂钩码数量．
（3）根据杠杆平衡条件判断有错误数据的一组．
杠杆平衡条件是：F₁L₁=F₂L₂．
（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．
点评：（1）杠杆平衡条件应用比较广泛，利用杠杆平衡条件可以判断杠杆是否平衡、力臂大小、力的大小等．
（2）杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆时，力臂在杠杆上，当力倾斜作用在杠杆上，力臂变小，力变大，这个知识点经常考查，一定要掌握．