Question

20．小明和小红用图1甲所示的杠杆一起探究杠杆的平衡条件：
（1）先把杠杆的中点支在支架上，杠杆停在如图1甲所示的位置，此时杠杆处于平衡（填“平衡”或“不平衡”）状态．为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向左 （填“左”或“右”）移动．

（2）如图1乙，用弹簧测力计从M位置移动N位置用力使杠杆在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变大，这是因为力臂变小．
（3）小明用调节好的杠杆进行了一次实验，所得数据如表：

动力/N	阻力/N	动力臂/cm	阻力臂/cm
4	3	2	6

于是他得出了杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，请你对此作出评价：没有多次实验，具有偶然性．
（4）某次实验中，若采取如图2甲所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置保持平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式，这主要是以下哪种原因D（选填字母）．
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
（5）如图2乙所示，实验小组选用长1.6m、粗细均匀的一只金属杆，绕O点在竖直平面内自由转动，同时将一个“拉力--位移传感器”竖直作用在杆上，并使杠杆在水平位置始终保持平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图2丙所示．由图可知金属杆重10N．

Answer 1

分析 （1）杠杆静止时或匀速直线转动时，杠杆都处于平衡状态．
调节杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动．
（2）根据动力×动力臂=阻力×阻力臂，阻力和阻力臂不变，动力臂变短，动力变大．
（3）要得出杠杆平衡条件，需要多次实验得出实验结论，使实验结论具有普遍性；
（4）在初中阶段，探究杠杆平衡条件的实验，作用在杠杆上的力只有一个动力和一个阻力，不探究多个动力或阻力的作用下的杠杆平衡．
（5）解决图表类的题目要充分利用表中数据，此题，杠杆是粗细均匀的一只金属杆，重心在杠杆的中点，当x为0.8m时，动力臂等于阻力臂，所以拉力等于杠杆的重力．

解答 解：（1）杠杆处于如图甲静止状态，杠杆是处于平衡状态．要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的左端移动．
（2）弹簧测力计在M位置时，力臂是红色的线段；弹簧测力计在N位置时，力臂是绿色的线段．根据动力×动力臂=阻力×阻力臂，阻力和阻力臂都不变，动力臂变短，动力变大，故弹簧测力计示数变大．

（3）只有一次实验得出实验结论，很具有偶然性．进行多次实验，使实验结论具有普遍性．
（4）实验中，如图所示的方式悬挂钩码，杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果，采用这种方式是不妥当的．这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多，故选D；
（5）粗细均匀的金属杆长为1.6m，则其重心在0.8m处，此处动力臂等于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，拉力的大小即为金属杆的重，故重力为10N．
故答案为：
（1）平衡；左；（2）大；力臂变小；（3）没有多次实验，具有偶然性；（4）D；（5）10．

点评 对于杠杆的平衡，学生容易认为杠杆在平衡位置静止是平衡状态，在其它位置静止和匀速转动容易被忽视．对于杠杆平衡的问题，正确运用杠杆平衡条件是关键．