Question

18．探究“杠桿的平衡條件”
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)讓杠桿在水平位置平衡，這樣可以直接從杠桿上讀出力臂．
（2）如圖甲，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）移動(dòng)．
（3）實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)如表中所示，收集多組數(shù)據(jù)的目的是探究杠桿平衡所遵循的普遍規(guī)律；實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是F₁×L₁=F₂×L₂（用字母符號(hào)表示）．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)力 F1/N	動(dòng)力臂 L1/cm	阻力 F2/N	阻力臂 L2/cm
1	0.5	10	1	5
2	0.5	15	1.5	5
3	1.5	20	3	10
4	2	20	4	10

（4）小紅調(diào)節(jié)好杠桿平衡后，在杠桿兩端掛上鉤碼，杠桿的狀態(tài)如圖乙所示，為此，小紅又調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母，使杠桿重新回到水平平衡位置，然后正確記錄下鉤碼重、動(dòng)力臂OA和阻力臂OB的值，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)得不到教材中的“杠桿平衡條件”，小紅的哪一步操作導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)結(jié)果與教材中的結(jié)論不一致？答：在杠桿兩端掛上鉤碼后，不應(yīng)調(diào)節(jié)平衡螺母，應(yīng)通過(guò)加減鉤碼或改變鉤碼懸掛的位置使杠桿重新平衡．
（5）圖丙中杠桿處于平衡狀態(tài)，每個(gè)鉤碼受到的重力是0.5N，則彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下的拉力是1N；拉著彈簧測(cè)力計(jì)，逐漸向右傾斜，并保持杠桿在水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大，原因是彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂減�。�

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)；
（2）杠桿左端下沉，說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移；
（3）實(shí)驗(yàn)中收集多組數(shù)據(jù)可尋找普遍規(guī)律；根據(jù)力與力臂的乘積，最終可得出杠桿的平衡條件；
（4）調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡后，就不能再移動(dòng)平衡螺母，依靠改變鉤碼的數(shù)量和位置來(lái)使杠桿在水平位置重新平衡；
（3）拉力的方向是傾斜的，力的方向與杠桿不垂直，力臂不能從杠桿上讀出，此時(shí)力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件分析彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化．

解答 解：（1）當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來(lái)，所以目的是便于測(cè)量力臂．
（2）發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，說(shuō)明杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處；
（3）在實(shí)驗(yàn)中，為避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的片面性、偶然性，要多做幾次實(shí)驗(yàn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而得到杠桿平衡的普遍規(guī)律．
分別計(jì)算動(dòng)力和動(dòng)力臂的乘積、阻力和阻力臂的乘積，可以發(fā)現(xiàn)杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即：F₁×L₁=F₂×L₂．
（4）若在杠桿的支點(diǎn)兩側(cè)上掛上鉤碼后，杠桿不在水平位置平衡，此時(shí)不應(yīng)調(diào)節(jié)平衡螺母，應(yīng)通過(guò)加減鉤碼或改變鉤碼懸掛的位置使杠桿重新平衡．
（5）彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉時(shí)，拉力的方向豎直向上與杠桿垂直，動(dòng)力臂等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離；當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，拉力的方向不再與杠桿垂直，動(dòng)力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件，動(dòng)力變大，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大．
故答案為：（1）力臂；
（2）右；
（3）探究杠桿平衡所遵循的普遍規(guī)律；F₁×L₁=F₂×L₂；
（4）在杠桿兩端掛上鉤碼后，不應(yīng)調(diào)節(jié)平衡螺母，應(yīng)通過(guò)加減鉤碼或改變鉤碼懸掛的位置使杠桿重新平衡．
（5）1；變大；彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿平衡的條件，杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂．
當(dāng)杠桿處于水平位置平衡時(shí)，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變�。�