Question

17．小刚和小亮一起做探究杠杆平衡条件的实验：
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置．小刚将左端的平衡螺母向右调，小亮认为也可以将右端的平衡螺母向右调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡．
（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，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

实验时杠杆在水平位置平衡的目的是：便于测量力臂的长；
多次实验的目的是：得出杠杆平衡的普遍规律．
（3）小刚根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：F₁L₁=F₂L₂．
（4）小亮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”）
（5）若小刚只将图乙中的杠杆左侧的两个钩码取下，要使杠杆重新在水平位置平衡，应将右侧钩码向左移动2格（说出钩码移动的方向及格数）．

Answer 1

分析 （1）杠杆右端下沉，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；
（2）使杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来．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（或F₁L₁=F₂L₂）；
（4）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；
（5）利用杠杆平衡条件分析．

解答 解：（1）杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节；
（2）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；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；
（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F₁×l₁=F₂×l₂）
（4）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得：
杠杆在水平位置平衡时：左边=3G×2L=6GL；
右边=2G×3L=6GL；
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；
杠杆不再水平平衡，左边会下沉．
（5）设每个钩码的重量为G，杠杆每一小格为L，若只将图乙中的杠杆左侧的两个钩码取下，根据杠杆平衡的条件，F₁L₁=F₂L₂，左边=G×2L=2GL；则右边=2G×L=2GL，即右侧钩码应向左移动2格．
故答案为：（1）右； （2）便于测量力臂的长；得出杠杆平衡的普遍规律；（3）F₁L₁=F₂L₂；（4）左侧下降；（5）向左移动2格；

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；