Question

16．探究杠桿的平衡條件

（1）如圖甲所示，若杠桿在使用前左端低，右端高，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右側(cè)的螺母向右（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)至平衡．杠桿平衡后，在整個實驗過程中，不可以（填“可以”或“不可以”）再旋動兩側(cè)的螺母．
（2）下來實驗步驟中
A．調(diào)節(jié)杠桿兩側(cè)的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
B．計算每次實驗中F₁•L₁和F₂•L₂的大小，根據(jù)計算結(jié)果得出杠桿的平衡條件．
C．改變鉤碼的個數(shù)和位置，重復(fù)實驗．
D．記下動力F₁•動力臂•阻力F₂和阻力臂L₂的大小，將數(shù)據(jù)填入表格中．
E．將鉤碼掛在杠桿的支點兩邊，先改變動力或動力臂的大小，然后調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡．正確的順序是AEDCB．
（3）每個鉤碼重1N，杠桿上每格長度是4cm．下表是某同學(xué)記錄的實驗數(shù)據(jù)．

次數(shù)	F1/N	L1/cm	F2/N	L2/cm
1	1	8	2	4
2	2	8	1	16
3	2	12	3	8

分析上述數(shù)據(jù)，可得出的杠桿的平衡條件是：F₁l₁=F₂l₂
（4）上圖中，杠桿在水平位置平衡，如果這時在兩側(cè)鉤碼下各增加一個相同的鉤碼，杠桿的左端將下沉．
（5）實驗結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”
于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因可能是杠桿自重的影響．

Answer 1

分析 （1）如果杠桿左端下沉，應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在平衡位置平衡，實驗中不可以再調(diào)節(jié)平衡螺母．
（2）探究杠桿平衡條件的步驟：
調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
左右掛不同數(shù)量的鉤碼，使杠桿在水平位置重新平衡，繼續(xù)動力、動力臂、阻力、阻力臂；
改變鉤碼的位置和數(shù)量，重復(fù)進(jìn)行實驗；
（3）杠桿平衡條件：F₁l₁=F₂l₂；
（4）根據(jù)杠桿平衡條件判斷杠桿是否平衡或杠桿的哪端下沉；
（5）圖乙中，支點位于動力和阻力的右側(cè)，彈簧測力計不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響．

解答 解：
（1）發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，此時，應(yīng)把杠桿右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時，在水平位置平衡；
實驗過程中不能再調(diào)節(jié)平衡螺母，否則就不能得出平衡條件；
（2）經(jīng)分析，探究杠桿平衡的步驟為：
A、調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；
E、將鉤碼掛在杠桿的支上點兩邊，先改變動力或動力臂的大小，然后調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡；
D、記下動力F₁、動力臂L₁、阻力F₂和阻力臂L₂的大小，將數(shù)據(jù)填入表格中；
C、改變鉤碼的個數(shù)和位置，重復(fù)實驗；
B、計算每次實驗中F₁L₁和F₂L₂的大小，根據(jù)計算結(jié)果得出杠桿的平衡條件；
（3）分析上述數(shù)據(jù)，可得出的杠桿的平衡條件是：F₁l₁=F₂l₂（或動力×動力臂=阻力×阻力臂）；
（4）如圖，杠桿在水平位置平衡，如果這時在兩側(cè)鉤碼下各增加一個相同的鉤碼，每個鉤碼重1N，杠桿上每格長度是4cm，3N×12cm＞4N×8cm，
所以F₁l₁＞F₂l₂，所以杠桿的左端下沉；
（5）圖乙中，杠桿的重心不在支點上，杠桿自身的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數(shù)值偏大．
故答案為：（1）右；不可以；（2）AEDCB；（3）F₁l₁=F₂l₂；（4）左；（5）杠桿自重的影響．

點評 通過調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿使用前水平平衡，目的是使杠桿的重心不對平衡產(chǎn)生影響，也便于力臂的測量；實驗時進(jìn)行多次測量，用多組數(shù)據(jù)分析得出杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂．