Question

在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图（甲）所示．为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向

右

边旋一些（选填“左“或“右”），使杠杆在水平位置平衡，实验前使杠杆水平平衡的目的是

消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，便于直接从杠杆上读出力臂

．
（2）调好后，第一组按图（乙）进行实验，第二组按图（丙）进行实验．你认为第

二

组实验更好，理由是

能在杠杆上直接读出力臂

．
下表是某同学记录了三次实验数据：

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

（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

．
（4）在此实验中为什么至少要测三组数据

避免实验结论的偶然性

．

Answer 1

分析：（1）杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂（重力的方向跟杠杆垂直），同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡；
（2）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（3）杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂），将题中表格中的已知数据代入F₁L₁=F₂L₂中进行计算即可得到答案．
（4）要想得出的结论具有普遍性，防止偶然性，就应该通过多次实验来获得数据归纳出结论．

解答：解：（1）杠杆不在水平位置平衡，左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应将右端的平衡螺母向右调节；实验前使杠杆在水平位置平衡，其目的是杠杆的重心恰好通过支点，消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，同时便于直接从杠杆上读出力臂；
（2）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来．因此第二组实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，力臂直接从杠杆上直接读取．
（3）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；杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）．
（4）如果实验次数太少，实验研究得出结论具有偶然性，不具有普遍性，实验结论必须在多次试验的基础上得出，这样才能有效地避免实验结果偶然性出现．
故答案为：（1）右；消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，便于直接从杠杆上读出力臂；（2）二；能在杠杆上直接读出力臂；（3）2；F₁L₁=F₂L₂；（4）避免实验结论的偶然性．

点评：在探究杠杆平衡条件时，杠杆的重心应调到支点上，使其不影响两边力与力臂的乘积相等；为实验结论更令人信服，应当多做几次试验，避免实验结论的偶然性．