题目内容

18．在探究“杠杆平衡条件”的实验中．
（1）把杠杆的中点支在支架上，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）如图所示，在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码，在支点右侧15cm刻度处用弹簧测力计拉杠杆，使其在水平位置平衡．要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应沿竖直方向，此时测力计计数为2N；
（3）实验时若保持钩码的个数和弹簧测力计的位置不变，将钩码的位置向左侧移动，则杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数将增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
实验次数钩码拉力力臂测力计拉力力臂
1110110
2220220
3330330
4440440
（4）某同学通过正确的实验操作后，他得到了如表所示的数据，他分析实验数据后得出的结论是：F1：F2=L1：L2，这与杠杆平衡条件不相符（填“相符”或“不相符”），分析他的实验数据可知，该同学实验中存在的主要问题是A
A、没有随机改变实验中的物理量，所采集的数据都过于巧合
B、没有使测力计倾斜拉动使杠杆水平平衡
C、实验中不能同时改变两个或两个以上的物理量进行测量
D、实验次数太少，还应继续增加钩码的个数多做几组实验．

分析 （1）实验前杠杆右侧高左侧低，原因是右侧的力和力臂乘积小于左侧的力和力臂乘积，根据杠杆的平衡条件可知，可将左侧的平衡螺母向右调节，减小左侧的力和力臂乘积，使杠杆在水平位置平衡；
（2）当把支点到作用点的连线作为动力臂（施力方向与连线垂直）时，动力臂最长、最省力（弹簧测力计示数最小）；
知道阻力、阻力臂和动力臂，利用杠杆的平衡条件求动力；
（3）实验中，若保持钩码的个数和弹簧测力计的位置不变，将钩码的位置向左侧移动，根据杠杆的平衡条件可分析测力计示数的变化；
（4）实验中，为了得出具有普遍性的规律，我们在选择力与力臂时，应使每一组的数据都有所不同，这样最终的结论才会具有普遍性．

解答 解：（1）杠杆右侧高左侧低，可以将左侧的平衡螺母向右调，或者将右侧的平衡螺母向右调（都向右调），使杠杆在水平位置平衡；
（2）当沿竖直向下的方向施力时，动力臂最长，此时最省力，弹簧测力计的示数最小；
由图知，若竖直向下施力，动力臂L1=15cm，
由题知，阻力F2=0.5N×3=1.5N，阻力臂L2=20cm，
根据杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2，
则动力F1=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{1.5N×20cm}{15cm}$=2N．
（3）实验时若保持钩码的个数和弹簧测力计的位置不变，将钩码的位置向左侧移动，即L2增大，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，则杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数将增大；
（4）根据实验得出的结论：F1：F2=L1：L2可知，这与杠杆的平衡条件不符．仔细分析表中的数据不难看出，三次实验F1和F2的力臂都相同，只改变钩码的重力，使数据过于特殊，这是造成最终结论不具普遍性的原因．故选项C符合题意．
故答案为：（1）水平；（2）竖直；2；（3）增大；（4）不相符；A．

点评 本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程，从调节到实际操作、数据分析、原理运用等，考查较为全面，是我们应该掌握的重点实验．

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