Question

19．某学习小组进行“探究杠杆的平衡条件”实验．
（1）实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向右调节（选填“左”或“右”），直到杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂的大小．
（2）调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆平衡，得到如表中的实验数据：

次数	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	6	5	5	6
2	5	10	10	5
3	4	15	6	10
4	2	20	8

分析实验数据得到两种结论：①F₁+l₁=F₂+l₂；②F₁l₁=F₂l₂．你认为正确的是第②（选填“①”或“②”）种结论，实验4中的阻力臂是5cm．
（3）如图甲所示，在杠杆的左端20cm处挂2个50g的钩码，而在杠杆的右端10cm处用弹簧测力计竖直往下拉，使杠杆在水平位置平衡，这时测力计的读数F=2N；如果测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置平衡，则测力计读数F′＞F（选填“＞”、“＜”、“=”），g取10N/kg．．
（4）杠杆在图乙的水平位置平衡后，用手使杠杆缓慢地转过一个角度（如图丙）后松手，杠杆能（选填“能”或“不能”）保持静止．
（5）如图丁所示采用另一种装置，已知每个钩码重0.5N，杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，拉力F的力臂大小为4cm，弹簧测力计示数大小为1.5N．

Answer 1

分析 （1）在调平杠杆平衡时，杠杆的哪端高，平衡螺母要向哪端移动；
（2）通过多次实验数据得出F₁l₁=F₂l₂；根据杠杆的平衡条件得出实验4中的阻力臂；
（3）根据杠杆的平衡条件得出拉力F的大小；当向右倾斜时，动力臂变长，动力变小；
（4）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；
（5）当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）动力臂是$\frac{1}{2}$OC，根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数

解答 解：（1）杠杆静止时，杠杆左端下沉，右端偏高，平衡螺母需向右调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂的大小；
（2）经过1、2、3组实验得出杠杆的平衡条件为F₁l₁=F₂l₂；根据杠杆的平衡条件得L₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{2N×20cm}{8N}$=5cm；
（3）根据杠杆的平衡条件得F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{20cm×2×0.05kg×10N/kg}{10cm}$=2N；
当向右倾斜拉时，阻力和阻力臂都不变，动力臂变小，则动力变大；
（4））用手使杠杆缓慢地转过一个角度后松手，杠杆的力臂都减小，且减小的幅度都相等，则F₁l₁=F₂l₂杠杆能平衡；
（5）当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，此时动力臂等于$\frac{1}{2}$OC=$\frac{1}{2}$×4×2cm=4cm；根据杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂得F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{2×0.5N×3×2cm}{4cm}$=1.5N．
故答案为：（1）右；力臂的大小；（2）②；5；（3）2；＞；（4）能；（5）4；1.5

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．