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16.探究杠杆的平衡条件

(1)如图甲所示,若杠杆在使用前左端低,右端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右侧的螺母向右(填“左”或“右”)调节至平衡.杠杆平衡后,在整个实验过程中,不可以(填“可以”或“不可以”)再旋动两侧的螺母.
(2)下来实验步骤中
A.调节杠杆两侧的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡.
B.计算每次实验中F1•L1和F2•L2的大小,根据计算结果得出杠杆的平衡条件.
C.改变钩码的个数和位置,重复实验.
D.记下动力F1•动力臂•阻力F2和阻力臂L2的大小,将数据填入表格中.
E.将钩码挂在杠杆的支点两边,先改变动力或动力臂的大小,然后调节阻力或阻力臂的大小,使杠杆在水平位置重新平衡.正确的顺序是AEDCB.
(3)每个钩码重1N,杠杆上每格长度是4cm.下表是某同学记录的实验数据.
次数F1/NL1/cmF2/NL2/cm
11824
228116
321238
分析上述数据,可得出的杠杆的平衡条件是:F1l1=F2l2
(4)上图中,杠杆在水平位置平衡,如果这时在两侧钩码下各增加一个相同的钩码,杠杆的左端将下沉.
(5)实验结束后,小明提出了新的探究问题:若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”
于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因可能是杠杆自重的影响.

分析 (1)如果杠杆左端下沉,应向右调节平衡螺母,使杠杆在平衡位置平衡,实验中不可以再调节平衡螺母.
(2)探究杠杆平衡条件的步骤:
调节杠杆在水平位置平衡;
左右挂不同数量的钩码,使杠杆在水平位置重新平衡,继续动力、动力臂、阻力、阻力臂;
改变钩码的位置和数量,重复进行实验;
(3)杠杆平衡条件:F1l1=F2l2
(4)根据杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡或杠杆的哪端下沉;
(5)图乙中,支点位于动力和阻力的右侧,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响.

解答 解:
(1)发现杠杆左端下沉,此时,应把杠杆右端的平衡螺母向右调节,使杠杆在不挂钩码时,在水平位置平衡;
实验过程中不能再调节平衡螺母,否则就不能得出平衡条件;
(2)经分析,探究杠杆平衡的步骤为:
A、调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
E、将钩码挂在杠杆的支上点两边,先改变动力或动力臂的大小,然后调节阻力或阻力臂的大小,使杠杆在水平位置重新平衡;
D、记下动力F1、动力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小,将数据填入表格中;
C、改变钩码的个数和位置,重复实验;
B、计算每次实验中F1L1和F2L2的大小,根据计算结果得出杠杆的平衡条件;
(3)分析上述数据,可得出的杠杆的平衡条件是:F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂);
(4)如图,杠杆在水平位置平衡,如果这时在两侧钩码下各增加一个相同的钩码,每个钩码重1N,杠杆上每格长度是4cm,3N×12cm>4N×8cm,
所以F1l1>F2l2,所以杠杆的左端下沉;
(5)图乙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大.
故答案为:(1)右;不可以;(2)AEDCB;(3)F1l1=F2l2;(4)左;(5)杠杆自重的影响.

点评 通过调节平衡螺母,使杠杆使用前水平平衡,目的是使杠杆的重心不对平衡产生影响,也便于力臂的测量;实验时进行多次测量,用多组数据分析得出杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.

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