Question

4．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，可将左端的平衡螺母向左调节，或将右端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡．
（2）在如图1所示的装置中，每个钩码重1N（杠杆每格等距，杠杆自重不计），要使杠杆在水平位置平衡，小张在C处应挂4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2，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是F₁L₁=F₂L₂．实验做三次，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是多次实验寻找普遍存在的规律，避免偶然性．
（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小于F_b（填“大于、小于、等于”）．

Answer 1

分析 （1）杠杆右端下倾，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移；
（2）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂判断C处挂钩码数量；
（3）将表格中的已知数据代入F₁L₁=F₂L₂中进行计算即可得到答案，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；
（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；

解答 解：（1）因为杠杆右端下倾，所以应将杠杆两端的平衡螺母都向左移动，使杠杆在水平位置平衡；
（2）设杠杆的每小格长为L，根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，3×1N×4L=n×1N×3L，n=4；
（3）杠杆平衡的条件：F₁L₁=F₂L₂；因为表格中第2次实验F₁L₁=1×0.02=0.02，而F₂L₂=0.5×0.01=0.005，所以F₁L₁≠F₂L₂．故第2次实验数据有误；
  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；
（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； 左；水平；（2）2； F₁L₁=F₂L₂；（3）多次实验寻找普遍存在的规律，避免偶然性；（4）小于；

点评 解决与杠杆平衡条件相关问题的基本方法：准确找出题中杠杆的五要素，再将对应的动力和动力臂、阻力和阻力臂代入杠杆平衡条件，即可求解．