题目内容

19．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）让杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂大小．
（2）杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上3个钩码，使杠杆在水平位置平衡．
（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图乙），测力计示数如何变化先变小后变大．
（4）在探究过程中，我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力，阻力臂四个物理量，在进行多次实验的过程中，我们可以（选填“可以”“不可以”）同时改变多个量，进行探究测量．
（5）完成实验后，小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量．
①若以杠杆上的B位置为支点，在B的右侧挂质量为m的钩码，左右移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡（如图丙）．
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和O到B的距离L2．
③根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m杆=$\frac{m{L}_{1}}{{L}_{2}}$（用题目中所给物理量表示）

分析 （1）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）根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知在B位置挂钩码的个数；
（3）阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力变大；动力臂变大，动力变小；
（4）测量性实验为了减小误差或者寻找规律进行多次测量，如果物理量是个恒量，多次测量求平均值可以减小实验误差；如果不是测量具体的物理量，而是寻找规律也采取多次测量，寻找普遍性；
（5）根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m杆．

解答 解：
（1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡的目的是：力臂在杠杆上，方便测出力臂大小；
（2）设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，
因为，F1l1=F2l2，
所以，2G×3L=nG×2L，
所以，n=3，所以在A处挂3个钩码；
（3）由图可知，OC为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大．
（4）在“探究杠杆平衡条件”实验时本实验中，不断改变动力（臂）和阻力（臂），多次进行实验行多次测量的目的是：避免实验次数过少，导致实验结论具有偶然性，便于从中寻找规律；
（5）已知钩码的质量m，用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离，即L1，欲求杠杆的质量m杆，则应量出O到B的距离，即L2，然后根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，mL1=m杆L2，则m杆=$\frac{m{L}_{1}}{{L}_{2}}$．
故答案为：（1）便于测量力臂大小；（2）3；（3）先变小后变大；（4）可以；（5）②O到B；③$\frac{m{L}_{1}}{{L}_{2}}$．

点评 杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计倾斜拉动杠杆还在水平位置平衡，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大这是常见的一种题型．

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