Question

14．如圖，在探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）實(shí)驗(yàn)前，杠桿在圖（a）所示位置靜止，杠桿處于平衡（選填“平衡”或“不平衡”）狀態(tài)，此時(shí)應(yīng)先將左邊的平衡螺母向左調(diào)節(jié)，右邊的平衡螺母向左調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置保持平衡，目的是為了便于測(cè)量力臂大�。�
（2）操作時(shí)，把鉤碼分別掛在杠桿的兩側(cè)，改變鉤碼的個(gè)數(shù)或在杠桿上的力臂，使杠桿平衡．若不計(jì)杠桿質(zhì)量和摩擦且杠桿刻度均勻，每個(gè)鉤碼均重1牛，如圖（b）在A(yíng)點(diǎn)掛兩個(gè)鉤碼時(shí)，為了使杠桿恢復(fù)平衡，可以在C點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼；或者在B點(diǎn)作用一個(gè)大小為4牛，方向豎直向上（選填“上”或“下”）的力．
（3）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得出三組數(shù)據(jù)（如表）．試根據(jù)它的實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸納出杠桿的平衡條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（用文字表達(dá)）．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)力F1（牛）	動(dòng)力臂l1（厘米）	阻力F2（牛）	阻力臂l2（厘米）
1	2	5	1	10
2	4	10	8	5
3	3	6	2	9

（4）乙同學(xué)記錄了如表數(shù)據(jù)，得出了“動(dòng)力+動(dòng)力臂=阻力+阻力臂”，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是只測(cè)一組數(shù)據(jù)，得出結(jié)論具有偶然性，不具普遍性；不同單位的物理量不能相加．

動(dòng)力F1（牛）	動(dòng)力臂l1（厘米）	阻力F2（牛）	阻力臂l2（厘米）
3	4	4	3

Answer 1

分析 （1）①杠桿靜止時(shí)或杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)．
②調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時(shí)，平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)．
③探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，便于測(cè)量力臂大小，杠桿的重心通過(guò)支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響，使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單化，便于探究．
（2）根據(jù)阻力是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，動(dòng)力是使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，確定B點(diǎn)和C點(diǎn)施加力的方向．根據(jù)杠桿平衡條件求出B、C點(diǎn)掛鉤碼數(shù)量．
（3）杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（F₁L₁=F₂L₂）．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律．

解答 解：（1）杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，杠桿處于平衡狀態(tài)；杠桿的左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大小，杠桿重心通過(guò)支點(diǎn)，可以消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響．
（2）操作時(shí)，把鉤碼分別掛在杠桿的兩側(cè)，改變鉤碼的個(gè)數(shù)或在杠桿上的力臂的大小，使杠桿平衡．
設(shè)杠桿的一個(gè)小格是l，設(shè)右端掛鉤碼重為F，根據(jù)杠桿平衡條件得，2N×4l=F×2l，所以F=4N，所以在C處掛4個(gè)鉤碼．
在B點(diǎn)施加的力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，B的力臂是2l，所以B點(diǎn)施加豎直向上的力的大小為4N．
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可歸納出杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂．
（4）該組的同學(xué)只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律．力和力臂是兩個(gè)不同的物理量，單位不同，不能相加．
故答案為：（1）平衡；左；左；水平；便于測(cè)量力臂大小；（2）個(gè)數(shù)；力臂；平衡；4；4；上；（3）動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；（4）只測(cè)一組數(shù)據(jù)，得出結(jié)論具有偶然性，不具普遍性；不同單位的物理量不能相加．

點(diǎn)評(píng) 杠桿無(wú)論在水平位置靜止還是在傾斜位置靜止，杠桿只有是靜止，杠桿就處于平衡狀態(tài)，此處學(xué)生容易忽視．
杠桿平衡條件是杠桿平衡問(wèn)題的重要依據(jù)，一個(gè)題目中可能多次用到杠桿平衡條件，一定要熟練掌握．