Question

13．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）接着，小明在A处挂3个钩码，在右端挂2个钩码，并移动钩码到B处，杠杆又在水平位置平衡（如图乙）．小明使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂．由此，小明总结得出杠杆平衡的条件．小明的做法是否妥当？不妥当，理由是只凭一组实验数据得出的结论不具有普遍性．
（3）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡．如果在杠杆两侧各去掉一个钩码，则杠杆左端下降（选填“仍然平衡”、“左端下降”或“右端下降”）．
（4）最后，小明取下挂在右侧的钩码，并用弹簧测力计在C处竖直向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡（如图丙所示）．当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，保持杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），其原因是拉力的力臂变小．

Answer 1

分析 （1）杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移；
（2）为了便于测量力臂，应杠杆在水平位置平衡；使杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，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，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律；杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F₁×l₁=F₂×l₂）；
（3）用杠杆平衡条件可对两侧的力的力臂的乘积进行分析，最后做出判断．
（4）当拉力倾斜时，会造成力臂变小，相应的力会变大，这样才能继续平衡．

解答 解：（1）杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节；
（2）实验时杠杆在水平位置平衡，力臂正好在杠杆上，故其目的是为了便于测量力臂；
探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据排除偶然性，寻找普遍规律．只凭一组数据即得出结论不具普遍性．
（3）设一个钩码的重力G，一格的长度为L，则当杠杆两侧的钩码各取下一个后，
左边=2G×2L=4GL＞右边=G×3L=3GL；
故杠杆不再水平平衡，左侧会下降．
（4）当拉力F向右倾斜时，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变大，这是因为，当拉力倾斜时，拉力F力臂变小，所以力才会变大．
故答案为：（1）右；
（2）便于测量力臂；不妥当；只凭一组实验数据得出的结论不具有普遍性；
（3）左端下降；
（4）变大； 拉力的力臂变小．

点评 此题是探究杠杆平衡条件的实验，从杠杆的调平、实验的操作、数据的分析、结论的得出等方面进行了考查，是我们必须全面掌握的．