Question

13．根据“研究杠杆平衡条件”的实验，完成下列填空：
（1）某同学在调节杠杆水平位置平衡时，发现杠杆的右端翘起，如图所示，他可以调节右端的螺母，使它向右（填“左”或“右”）移动，或者调节左端螺母，使它向右移动．使杠杆在水平位置平衡，其目的是为了便于测量力臂．
（2）操作时，把钩码分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的个数或在杠杆上的位置，使杠杆重新平衡．
（3）该同学在实验中得出三组数据如下表所示，将缺少的数据补充完成．

次 数	动力L1（N）	动力臂L1（cm）	阻力F2（N）	阻力臂L2（cm）
1	2		1	10
2	4	10		5
3	3	6	2

（4）在实验成功的基础上，归纳出杠杆的平衡条件是F₁L ₁=F ₂L ₂．（用文字表达）

Answer 1

分析 （1）根据杠杆的平衡条件可知，杠杆倾斜时，杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端，左、右两端的螺母（或一端的螺母）要向杠杆上翘的一端调节．使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂．
（2）实验过程中，不再使用平衡螺母调节杠杆平衡，而是通过改变力的大小和力臂的大小实现的．
（3）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂，求出实验1的动力臂、实验2的阻力和实验3的阻力臂．
（4）杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，是我们通过实验得出的正确结论．

解答 解：（1）由图示左端下沉．说明杠杆左边较重，两端螺母应向右调，即：左下右调．根据杠杆的平衡条件，为了使它在水平位置平衡，应将左边的螺母向右调节；或者调节左端螺母，使它向右移动．使杠杆在水平位置平衡，便于从杠杆上直接读出力臂的大小．
（2）进行探究时，不能调节平衡螺母，只能通过增减钩码个数改变拉力大小，或者通过调节钩码在杠杆上的位置调节力臂大小，使杠杆重新平衡．
（3）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，
实验1：2N×L₁=1N×10cm，解得，L₁=5cm；
实验2：4N×10cm=F₂×5cm，解得，F₂=8N．
实验3：3N×6cm=2N×L₁，解得，L₁=9cm．
（4）杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂．
故答案为：（1）右；右；水平；测量力臂；
（2）个数、位置、重新平衡；
（3）5；8；9；
（4）F₁L ₁=F ₂L ₂．

点评 此题是探究杠杆平衡条件的实验，在此实验中要知道使杠杆在水平位置平衡为了便于测量力臂．为使实验结论具有普遍性的规律，需要多测几组数据．并且考查了杠杆的平衡条件，F₁L₁=F₂L₂．