Question

3．在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）如图a所示，要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向左调节，也可将杠杆右端的平衡螺母向左调节．杠杆在水平位置平衡，此时杠杆自身重力的力臂为零．
（2）调节平衡后，在以下实验过程中不需要（选填“需要”或“不需要”）再调节平衡螺母．如图b所示，左侧挂上钩码，在右侧用弹簧测力计（图中未画出）拉杠杆，使其在水平位置平衡，为便于测量力臂，应使弹簧测力计拉力的方向竖直向下．
（3）若操作过程中，当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡，你认为接下来合理的操作是减少左侧钩码的数量或者左侧钩码右移．（写出一条即可）
（4）实验中测得的数据如表所示，填写好表格中漏填的数据①20和 ②1．

测量序号	动力F1/N	动力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
（1）	1	①	2	10
（2）	2	15	1.5	20
（3）	3	5	②	15

（5）有的同学按现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”．这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中B（填字母）．
A．没有改变力的大小           B．没有改变力的方向
C．没有改变力的作用点        D．实验次数较少，结论具有偶然性．

Answer 1

分析 （1）在研究杠杆的平衡条件实验中，为了便于读出力臂，要保持杠杆在水平位置平衡；
（2）力臂是支点到力的作用线的垂直距离．由此分析为便于测量力臂，弹簧测力计拉力的方向；
（3）根据杠杆平衡条件分析；
（4）知道动力臂、阻力、阻力臂，根据杠杆平衡条件求出动力，得出数据即可．
（5）从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂．

解答 解：（1）探究杠杆平衡条件中，要保持杠杆在水平位置平衡，通过调节平衡螺母来实现，图中左端偏高，应将杠杆左端或右端的平衡螺母向左调节；杠杆在水平位置平衡，重心在杠杆的重点，重力作用线恰好通过支点，所以重力的力臂为零；
（2）调节平衡后，在以下实验过程中不需要再调节平衡螺母，力臂是支点到力的作用线的垂直距离．当弹簧测力计拉力方向与杠杆垂直时，拉力作用点到支点的距离就是其力臂，这样便于从杠杆上直接读出力臂，由图杠杆水平平衡时拉力方向应竖直向下；
（3）当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡，可以换用更大量程的测力计；根据杠杆的平衡条件，也可以减少左侧钩码的数量或者左侧钩码右移；
（4）据题可知，根据杠杆平衡条件可得：F₁L₁=F₂L₂；即1N×①=2N×10cm，解得L₁=20N；
同样3N×5cm=②×15cm，解得F₂=1N；
（5）“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向．故选项A、C、D错误，选项B正确．
故答案为：（1）左；左；零；（2）不需要；竖直向下；（3）减少左侧钩码的数量或者左侧钩码右移；（4）20；1；（5）B．

点评 杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，以便直接读出力臂．