Question

小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中
（1）实验时调节杠杆在水平位置平衡，其目的是

便于测量力臂大小

．
（2）杠杆平衡后，小明在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂

4

个钩码，使杠杆在水平位置平衡．
（3）他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉，若每钩码重1N．当杠杆在水平位置平衡时，测力计的示数将

大于

（选填“大于”“等于”或“小于”）1N．
（4）小明测得三次实验数据如表所示，其中有一次是错误的，错误数据的实验次数是

2

，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是

F₁L₁=F₂L₂

．

次数	F1/N	L1/m	F2/N	L2/m
1	2.0	0.04	4.0	0.02
2	1.0	0.02	0.5	0.01
3	2.5	0.03	1.5	0.05

Answer 1

分析：（1）调节杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小．
（2）设杠杆每格长L，钩码重G，右边A点力与力臂的乘积为4GL，使杠杆在水平位置平衡，左侧力与力臂的乘积也应为4GL；杠杆根据其省力情况可以分为三类：动力臂大于阻力臂，省力杠杆；动力臂小于阻力臂，费力杠杆；动力臂等于阻力臂，等臂杠杆；
（3）当弹簧测力计斜着拉时，其力臂小于杠杆长，根据杠杆平衡条件分析出答案；
（4）杠杆的平衡条件是：F₁L₁=F₂L₂，杠杆平衡时，应满足杠杆的平衡条件．

解答：解：（1）杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小．
（2）设一个钩码重为G，杠杆上一个小格代表L，根据杠杆平衡条件得，杠杆的右端：2G×2L=4GL，
要使杠杆在水平位置平衡，杠杆的左端力和力臂的乘积也应该是4GL，所以在左边B处第1格处挂4个钩码．
（3）当弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉时，力臂变小，即L₁＜4L，根据杠杆平衡条件得，
2N×2L=F×L₁，因为L₁＜4L，所以F＞1N；
（4）第一组2N×0.04m=4N×0.02m=0.08N?m；
第二组：1N×0.02m≠0.5N×0.01m；
第三组：2.5N×0.03m=1.5N×0.05m=0.075N×m，可知第二组数据错误，且杠杆平衡条件为：F₁L₁=F₂L₂．
故答案为：（1）便于测量力臂大小；（2）4；（3）大于；（4）2；F₁L₁=F₂L₂．

点评：（1）调节杠杆在水平位置平衡和调节天平横梁平衡的操作方法是相同的，都是将平衡螺母向上翘的一端移动．
（2）杠杆平衡条件，在杠杆平衡问题中有广泛的应用，一定要熟练掌握．