Question

17．小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验；

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置．小明将左端的平衡螺母向右调，小红认为也可以将右端的平衡螺母向右调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡．
（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，并测出力臂．多次实验并把数据记录在表格中．

次数	F1/N	l1/cm	F2/N	l2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	2	15	3	10

实验时杠杆在水平位置平衡的目的是：便于测量力臂；多次实验的目的是：得出的结论更具有普遍性．
（3）小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂或F₁L₁=F₂L₂．
（4）小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会左侧下降（选填“右侧下降”或“左侧下降”或“保持平衡”）．
（5）利用实验得到的结论，小明将图乙中的杠杆左侧取下一个钩码，要使杠杆重新在水平位置平衡，应将右侧钩码向左移动一格（说出钩码移动的方向及格数）．

Answer 1

分析 （1）杠杆左端低、右端高，说明此时杠杆的重心在支点左边，应调节平衡螺母使杠杆重心右移；
（2）实验时杠杆在水平位置平衡，力的方向与杠杆垂直，力臂在杠杆上，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，所以应获取多组实验数据才能得到具有普遍性的结论；
（3）杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂或F₁L₁=F₂L₂；
（4）当左右两侧力与力臂的乘积不相等时，杠杆会转动，直到在新的位置找到平衡；
（5）利用杠杆平衡条件分析．

解答 解：（1）如图甲所示，实验前杠杆左端低、右端高，说明此时杠杆的重心在支点左边，应将杠杆的重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端均可）向右调节，杠杆才能平衡；
（2）实验时杠杆在水平位置平衡，力的方向与杠杆垂直，力臂在杠杆上，力臂的长度可以直接从杠杆上读出（即便于测量力臂大小）；
探究杠杆平衡的条件时，多次实验主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，使结论具有普遍性．
（3）根据表格数据计算可得杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂或F₁L₁=F₂L₂；
（4）设杠杆上一格的长度为L，一个钩码的重为G，
如图乙，杠杆在水平位置平衡时，左边=3G×2L=6GL；右边=2G×3L=6GL；
小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个后，左边=2G×2L=4GL；右边=G×3L=3GL；
由于4GL＞3GL，所以，杠杆不再水平平衡，左侧下降．
（5）小明将图乙中的杠杆左侧取下一个钩码后，
根据杠杆平衡条件可得：2G×2L=2G×L₂′，解得L₂′=2L，而最初的阻力臂L₂=3L，说明应将右侧钩码向左移动1格．
故答案为：（1）右；
（2）便于测量力臂；得出的结论更具有普遍性；
（3）动力×动力臂=阻力×阻力臂或F₁L₁=F₂L₂；
（4）左侧下降；
（5）向左移动一格．

点评 本题考查了杠杆的平衡条件及应用，本题中涉及到实验的注意事项很特殊，如多次测量的目的不是为了减小误差而是为了总结得出普遍规律；
对于已经平衡的杠杆，改变条件后判断杠杆是否还能保持平衡，有两种方法：一是按力和力臂的乘积的方法；二是按比例的方法．