Question

18．（1）小明在书上看到古希腊科学家有这样一句流传很久的名言：
“给我一个支点，我就能撬起整个地球！”这句话便是说杠杆原理，杠杆原理的表达式是F₁L₁=F₂L₂，引起小明的兴趣，设计实验探究“杠杆的平衡条件”：
（2）实验没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的平衡螺母向右（填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡．

（3）实验中，用如图甲所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师却提醒小明不要采用这种方式，这主要是因为此种方式D
A．一个人无法独立操作  B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合  D．力和力臂数目过多
（4）甲图中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第2格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以水平平衡．实验中，保持杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂．
（5）于是小明又做了几组数据，记录在表格中，便得出了杠杆的平衡条件．

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	2	3	1	6
2	4	3	2	6
3	6	3	3	6

他这样得出的结论是否合理？不合理；为什么？没有改变动力臂和阻力臂的大小．
（6）杠杆在水平位置平衡后，用手使杠杆缓慢地转过一个角度（如图乙）后松手，杠杆能（选填“能”或“不能”）保持静止．
（7）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．其原因是：杠杆自重的影响．

Answer 1

分析 （1）杠杆平衡条件：F₁L₁=F₂L₂；
（2）调节杠杆两端的平衡螺母，使平衡螺母向上翘的一端移动，使杠杆在水平位置平衡；
（3）如图操作，左端有三个拉力，对应的有三个力臂，要计算三个力与力臂的乘积．
（4）由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，判断出右边两个钩码挂3格处时，左边三个钩码应挂几格处．探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂．
（5）用实验探究物理问题时，要多进行几次实验，总结的实验结论才具有普遍性，避免偶然性．
（6）当用手转过一个角度后松手，杠杆的力臂都减小，利用F₁l₁=F₂l₂判断杠杆能否平衡．
（7）图丙中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响．

解答 解：（1）杠杆平衡条件的表达式为：F₁L₁=F₂L₂．
（2）杠杆左端下沉，右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动．
（3）杠杆平衡后，右边有一个力与力臂的乘积，而左边有三个力与力臂的乘积，共有四个力与力臂的乘积，数目过多，计算不便．故选D．
（4）由杠杆平衡条件，要使杠杆平衡，右边两个钩码挂3格处，左边应三个钩码挂2格处，故左边2格处钩码一个不动，将1、3格处的钩码移到2格处．探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂．
（5）实验中动力臂和阻力臂的大小都是相同的，实验结论很具有偶然性，不具有普遍性，故不合理．
（6）杠杆的重心在支点下方，与支点不重合．松手后，杠杆一定会回到原来的位置，属于稳定平衡．
（7）图丙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大．
故答案为：（1）F₁L₁=F₂L₂；（2）右；（3）D；（4）2；便于测量力臂；（5）不合理；没有改变动力臂和阻力臂的大小；（6）能；（7）杠杆自重的影响．

点评 此题是探究杠杆平衡条件的实验，考查了杠杆的调平，及实验中应注意的问题，在实验中为得到普遍性的规律，应多测几组数据进行分析．