Question

10．小華、小明兩位同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究杠桿平衡的條件，所用實(shí)驗(yàn)器材有帶有刻度杠桿、彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼和支架．他們分別在已水平平衡的杠桿上施加動(dòng)力F₁、阻力F₂并使杠桿在水平位置平衡，記錄動(dòng)力臂l₁及阻力臂l₂，小華、小明的操作情況分別如圖（a）、（b）所示，表一、表二為他們記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2與3的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，小華得出結(jié)論：杠桿平衡的條件是F₁+l₁=F₂+l₂．請(qǐng)判斷：小華的結(jié)論是錯(cuò)誤的（選填“正確”或“錯(cuò)誤”），依據(jù)是：不同的物理量不能直接相加．
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2與3的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，小華又得出結(jié)論：杠桿平衡的條件是“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”，從實(shí)驗(yàn)的角度分析，小華的問題是：動(dòng)力、阻力的方向始終與杠桿垂直，具有偶然性．
（3）進(jìn)一步綜合分析比較表一和表二中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可歸納得出結(jié)論：杠桿平衡的條件是F₁×L₁=F₂×L₂．
表一 小華同學(xué)

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	F1 （牛）	l1 （厘米）	F2 （牛）	l2 （厘米）
1	1	8	8	1
2	3	6	6	3
3	2	8	8	2

表二 小明同學(xué)

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	F1 （牛）	l1 （厘米）	F2 （牛）	l2 （厘米）
4	1	8	4	2
5	2	8	4	4
6	4	5	2	10

Answer 1

分析 （1）不同的物理量之間可以乘除，不能加減．
（2）杠桿在水平位置平衡，動(dòng)力和阻力方向始終與杠桿垂直，實(shí)驗(yàn)不具有普遍性．
去掉一側(cè)的鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)沿不同方向作用在杠桿上，進(jìn)行探究．
（3）杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂．

解答 解：分別在已水平平衡的杠桿上施加動(dòng)力F₁、阻力F₂并使杠桿在水平平衡，以便測(cè)量力臂；
（1）動(dòng)力是力，動(dòng)力臂是長度，兩個(gè)物理量不同，不能相加，所以小華的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是錯(cuò)誤的．
（2）杠桿在水平位置平衡，并且動(dòng)力和阻力垂直作用在杠桿上，此時(shí)動(dòng)力臂和阻力臂都在杠桿上，“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”成立．當(dāng)動(dòng)力和阻力不垂直作用在杠桿上，動(dòng)力臂和阻力臂小于支點(diǎn)和作用點(diǎn)之間的距離，“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”不成立，為了使實(shí)驗(yàn)具有普遍性，把實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)：去掉一側(cè)的鉤碼，改用彈簧測(cè)力計(jì)沿不同方向拉．
（3）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)后，進(jìn)一步綜合分析比較表一和表二中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可歸納得出結(jié)論：杠桿平衡的條件是F₁L₁=F₂L₂．
故答案為：水平位置； 
（1）錯(cuò)誤；不同的物理量不能直接相加；
（2）動(dòng)力、阻力的方向始終與杠桿垂直，具有偶然性；
（3）F₁×L₁=F₂×L₂

點(diǎn)評(píng) 當(dāng)杠桿在水平位置平衡，并且力垂直作用在杠桿上，力臂等于支點(diǎn)和作用點(diǎn)之間的距離；當(dāng)杠桿在水平位置平衡，力傾斜拉動(dòng)杠桿時(shí)，力臂小于支點(diǎn)到作用點(diǎn)的距離．