Question

2．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向左调节．如图所示，小程同学进行了5次实验，实验时所用的每个钩码重0.5N，杠杆上每一格长5cm，所记录实验数据如表所示．

实验 次数	阻力 F2/N	阻力臂 L2/cm	动力 F1/N	动力臂 L1/cm
1	1	20	1	20
2	1.5	10	1	15
3	1	20	0.8	20
4	1.5	5	0.6	25
5	1.5	10	0.7

（1）由于粗心大意，小程在记录数据时，第4次实验的某个数据记录错了，这个数据的正确值是10cm（需要填上该数据的数值及单位）．
（2）改正错误后，他在分析数据时发现，第3组数据出现了明显的异常，造成这一情况的主要原因可能是：弹簧测力计向下拉时，受测力计的外壳重力的影响．
（3）分析表中数据，可以初步得出杠杆的平衡条件是：F₁L₁=F₂L₂．
（4）第5次实验中弹簧测力计的读数比第4次的大，最根本的原因是拉力方向未与杠杆平衡，动力臂变小．

Answer 1

分析 使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂．
（1）根据杠杆的平衡条件分析；
（2）测力计的外壳具有一定的重力，会影响测量结果；
（3）杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂；
（4）根据力臂的知识进行分析．

解答 解：在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向左调节．
（1）由图示知，第四次实验的阻力为1.5N，阻力臂为10cm，动力臂为25cm，由F₁L₁=F₂L₂得：
F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{1.5N×10cm}{25cm}$=0.6N；
可见阻力臂的读数错误，应该为10cm；
（2）由于向下拉时，由于弹簧测力计的外壳具有重力，所以读数会有异常；
（3）根据1、2、3、4组数据可知，杠杆平衡条件为：F₁L₁=F₂L₂；
（4）由图示知，第五次实验，拉力方向没有与杠杆垂直，动力臂比第四次会偏小，由杠杆平衡条件可知，测力计的示数会偏大．
故答案：水平；力臂；左；（1）10cm；（2）受测力计的外壳重力的影响；（3）F₁L₁=F₂L₂；（4）拉力方向未与杠杆平衡，动力臂变小．

点评 此题是“探究杠杆的平衡条件”实验，考查了杠杆的调平及目的，杠杆平衡条件的应用，及对力臂概念的理解，都是杠杆平衡条件中的常见知识．