Question

11．如图，在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）实验前，杠杆在图（a）所示位置静止，杠杆处于平衡 （选填“平衡”或“不平衡”）状态，此时应先将左边的平衡螺母向左 调节，使杠杆在水平 位置保持平衡，目的是为了便于测量力臂．
（2）操作时，把钩码分别挂在杠杆的两侧，若不计杠杆质量和摩擦且杠杆刻度均匀，每个钩码均重1牛，如图（b）在A点挂两个钩码时，为了使杠杆恢复平衡，可以在C点挂4 个钩码．
（3）甲同学在实验中得出三组数据（如表）．试根据它的实验结果归纳出杠杆的平衡条件是F₁L₁=F₂L₂ ．

实验次数	动力F1（牛）	动力臂l1（厘米）	阻力F2（牛）	阻力臂l2（厘米）
1	2	5	1	10
2	4	10	8	5
3	3	6	2	9

（4）乙同学记录了如表数据，得出了“动力+动力臂=阻力+阻力臂”，该同学实验存在的问题是一次实验具有偶然性．

动力F1（牛）	动力臂l1（厘米）	阻力F2（牛）	阻力臂l2（厘米）
3	4	4	3

Answer 1

分析 （1）杠杆处于静止状态和匀速转动状态都称为杠杆平衡，为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；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；
（2）根据阻力是阻碍杠杆转动的力，动力是使杠杆转动的力，确定B点和C点施加力的方向．根据杠杆平衡条件求出B、C点挂钩码数量；
（3）杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F₁L₁=F₂L₂）．
（4）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．

解答 解：（1）杠杆停在如图甲所示的位置，保持静止状态，杠杆处于平衡状态；要使杠杆在水平位置处于平衡状态，平衡螺母向上翘的左端移动；
杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂；
（2）操作时，把钩码分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的个数或在杠杆上的力臂的大小，使杠杆平衡．
设杠杆的一个小格是l，设右端挂钩码重为F，根据杠杆平衡条件得，2N×4l=F×2l，所以F=4N，所以在C处挂4个钩码．
（3）根据表格中的数据可归纳出杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂．
（4）该组的同学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．力和力臂是两个不同的物理量，单位不同，不能相加．
故答案为：（1）平衡；左；水平；便于测量力臂；  （2）4；（3）F₁L₁=F₂L₂；（4）一次实验具有偶然性．

点评 杠杆无论在水平位置静止还是在倾斜位置静止，杠杆只有是静止，杠杆就处于平衡状态，此处学生容易忽视；杠杆平衡条件是杠杆平衡问题的重要依据，一个题目中可能多次用到杠杆平衡条件，一定要熟练掌握