Question

13．图中，根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题：

（1）实验开始时，杠杆的位置如图甲所示，此时调节杠杆右端的螺母向右移动；
（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆平衡，如图乙所示，并测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中：

次数	F1/N	L1/cm	F2/N	L2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	2	15	3	10

在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了D；
A．减小摩擦 B．使每组数据更准确 C．多次测量取平均值减小误差 D．获取多组实验数据归纳出物理规律
（3）小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：F₁L₁=F₂L₂；如果将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会左侧下降（选填“右侧下降”或“左侧下降”）；
（4）另一位同学用了如图丙的方法来进行实验，用弹簧测力竖直向上拉动杠杆使其水平平衡，若每个钩码重为2N，则弹簧测力计的读数为2N，当弹簧测力计由图丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）在如图丁所示的两种常用工具中，属于省力杠杆的是乙（选填“甲”或“乙”）．

Answer 1

分析 （1）为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡；杠杆平衡调节原则是：右低将平衡螺母左调，左低将平衡螺母右调；
（2）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；
（3）杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂；
当左右两侧力与力臂的乘积不相等时，杠杆会转动，直到在新的位置找到平衡；
（4）根据杠杆的平衡条件计算弹簧测力计的示数；
阻力和阻力臂不变，根据题意判断动力臂如何变化，然后由平衡条件判断弹簧测力计示数如何变化；
（5）杠杆可分为：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，可以从动力臂和阻力臂的大小关系进行判断．

解答 解：
（1）由图知，杠杆右端高，说明水平时重心在支点左边，所以应将平衡螺母右调，使重心右移，杠杆才能平衡；
（2）探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，使结论具有普遍性，故D正确；
（3）根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂 （或F₁l₁=F₂l₂）；
根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得：如果在两侧钩码下再各取下一个相同的钩码后：左边=2G×2L=4GL；右边=G×3L=3GL；杠杆不能平衡，左侧会下沉；
（4）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得：弹簧测力计的示数为：F=$\frac{G{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{4N×2}{4}$=2N；
当弹簧测力计逐渐向左倾斜时，阻力和阻力臂不变，弹簧测力计拉力F的力臂变小，由杠杆平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，可知弹簧测力计的拉力变大；
（5）甲在使用时动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆；乙在使用时动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆．
故答案为：（1）右；（2）D；（3）F₁L₁=F₂L₂；左侧下降（4）2；变大；（5）乙．

点评 考查杠杆的平衡条件及应用，本题中涉及实验到的注意事项很特殊，多次测量的目的不是为了减小误差而是为了总结普遍规律；
对于已经平衡的杠杆，改变条件后判断杠杆是否还能保持平衡，有两种方法：一是按力和力臂的乘积；二是按比例的方法．