Question

17．在研究杠杆平衡条件的实验中：
（1）小明调节杠杆在水平位置平衡后，按图甲所示，通过加挂钩码分别改变F₁、F₂，仍使杠杆在水平位置平衡，并用刻度尺在杠杆上测出对应的L₁和L₂，记录的实验数据如下表：

次数	F1/N	L1/cm	F2/N	L2/cm
1	1	8	2	4
2	2	8	1	16
3	2	12	3	8

小明通过观察以上实验装置，并分析数据得出杠杆平衡的条件是：“动力乘以动力作用点到支点的距离=阻力乘以阻力作用点到支点的距离”．小华认为小明的结论不正确，小华为了验证自己的观点，只将图甲中的F₁改用弹簧测力计来拉，实验中改变拉力的方向，仍使杠杆在水平位置平衡时，比较拉力的大小，即可证明小华的观点是否正确．
（2）某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件，如图乙所示，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L₁和L₂的大小，他测力臂的方法是错误的（选填“正确”或“错误”）．如果将两边的硬币以相同速度同时匀速向支点移动的过程中，则杠杆向左倾斜（选填“仍平衡”、“向左倾斜”、“向右右倾斜”）．

Answer 1

分析 （1）杠杆平衡条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂．当杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上时，力臂是作用点到支点的距离；
当杠杆在水平位置平衡，力倾斜拉动杠杆时，力臂小于作用点到支点的距离．
（2）①几个硬币放在杠杆上，杠杆在水平位置平衡，几个硬币的重心在硬币平面圆心的直线上，作用在杠杆上的力的作用线通过平面圆的圆心，力臂是从支点到平面圆心的距离．
②可以采用极端的方法，两端硬币向支点移动相同的距离，当杠杆右端的硬币移动到支点时，左端硬币到支点还有一段距离，杠杆的左端会下沉．

解答 解：
（1）如图，杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上，力臂在杠杆上，力臂是作用点到支点的距离．
将图中的F₁改用弹簧测力计倾斜拉动杠杆在水平位置平衡，改变了拉力方向，观察拉力大小，计算“动力乘以动力作用点到支点的距离=阻力乘以阻力作用点到支点的距离”是否成立．
（2）①硬币放在杠杆上，杠杆在水平位置平衡，硬币作用在杠杆上的力通过硬币平面圆心，力臂是从最下面平面圆心到支点的距离，力臂测量错误．
②如果将两边的硬币以相同速度同时匀速向支点移动的过程中，当在相同时间内，右端的硬币先到达支点，左端的硬币在支点的左侧，杠杆会向左倾斜．
故答案为：（1）方向；大小；（2）错误；向左倾斜．

点评 （1）杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力臂才能在杠杆上，这两个条件缺一不可．
（2）本题还主要考查了力臂的问题，力臂是力的作用线到支点的距离，而不是力的作用点到支点的距离．