Question

12．“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将左端的平衡螺母向右（填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是：便于在杠杆上直接读出力臂．
（2）杠杆调节平衡后，在杠杆上左边挂2个钩码（如图甲所示），为了使杠杆仍在水平位置平衡，他可以在右边a点处挂1个同样的钩码或用弹簧测力计拉杠杆；某同学通过这一组实验数据，分析得出杠杆平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，你认为他的结论不可靠（填“可靠”或“不可靠”），理由是实验次数太少，结论具有偶然性．
（3）图乙中，若慢慢将弹簧测力计由竖直位置向左倾斜过来拉杠杆，仍使杠杆在水平位置平衡，它的示数将变大．

Answer 1

分析 （1）杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（2）由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂．可计算出所挂钩码的大小；实验要多测几次避免偶然性；
（3）已知阻力和阻力臂，又知动力臂，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．

解答 解：
（1）杠杆的左端低，说明这一侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节，以减小这一侧的力臂．因为重力的方向是竖直向下的，杠杆只有在水平位置平衡时，支点到力的作用线的距离才正好在杠杆上，也就是正好等于相应杠杆的长，这样测量起来会比较方便；
（2）由甲图可知，若在左挂4个钩码，则左边点重力为2G，
又因为右边力臂为4L，左边力臂为2L，
由杠杆的平衡条件（F₁l₁=F₂l₂）可知：
2G×2L=nG×4L．
解得：n=1．
故应在a点应挂1个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡；
同学通过这一组实验数据，分析得出杠杆平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，你认为他的结论不可靠；理由是实验次数太少，结论具有偶然性；
（3）当斜向下拉时，阻力和阻力臂一定，动力臂变小，由杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，动力变大，所以，测力计的示数将变大．
故答案为：（1）右；力臂；（2）1；不可靠；实验次数太少，结论具有偶然性；（3）大．

点评 本题考查了杠杆平衡的条件，杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，以便直接读出力臂．探究杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂．