Question

3．如图所示是某实验小组探究杠杆平衡条件的情景：

（1）在实验前（图甲），若右端下倾，则应调节右端螺母向左移动，使杠杆在水平位置平衡；这样使杠杆在水平位置平衡的好处是消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响．
（2）只有5个相同钩码，在如图乙所示的位置挂2个1N的钩码，要使杠杆平衡，在图上用一种方法使杠杆平衡，画出钩码的位置．
（3）如果不挂钩码来使杠杆平衡，而是在左端A点施加一个力使杠杆平衡，如图丙所示，则力的大小是1.5N，画出力的示意图．
（4）在探究杠杆平衡条件时，实验中改变支点两侧的钩码位置和个数，使杠杆平衡，应该要多做几次实验，并对多次数据进行分析，这样做的目的是使实验结论具有普遍性．
（5）在每次实验中，都要使杠杆在水平位置上平衡，目的是便于测量力臂．

Answer 1

分析 （1）在调节杠杆平衡时，哪端高，平衡螺母向哪端调节；调节杠杆在水平位置平衡，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；
（2）实验中要根据杠杆的平衡条件计算，杠杆处于平衡状态，在左边的阻力与阻力臂不变的条件，求出动力不同时所对应的动力臂，这几种情况都可以是杠杆平衡的方案；
（3）根据杠杆的平衡条件，确定在杠杆左侧A点用一个动力使杠杆平衡的力的方向和大小；
（4）为得出普遍结论，应进行多次实验，测出多组实验数据；
（5）杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂．

解答 解：
（1）杠杆右端下倾，则左端较高，不管调节哪端的平衡螺母，都是将平衡螺母应向左端调节；直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就可忽略杠杆的自重对实验的影响；
（2）一个钩码的重是1N，设杠杆一个小格是L，
根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，左边=2N×3L=6NL，
由杠杆的平衡条件可知：杠杆平衡时，右边：F₁L₁=6NL；
由题干可知：钩码最多可用3个，L₁≤6；
即：一是F₁=3N，L₁=2L；二是F₁=2N，L₁=3L；三是F₁=1N，L₁=6L；
所以上面的条件的实验方案还有三种；其中一种方案如图：

（3）根据杠杆平衡条件可知，杠杆左侧F₁L₁=F₂L₂可知；F_A=$\frac{2N×3L}{4L}$=1.5N，因为两个力在杠杆支点的同一测，所以两个力的方向相反，所以在A的最小力与杠杆垂直向上，如下图：

（4）做多次实验，测出多组实验数据的目的是：避免实验的偶然性和结论的片面性，得出普遍结论；
（5）每次实验中，都要使杠杆在水平位置上平衡，力与杠杆垂直，力臂在杠杆上，可以直接读取力臂大小，便于测量力臂．
故答案为：（1）左；消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响；（2）见上图；（3）1.5N；见上图；（4）使实验结论具有普遍性；（5）便于测量力臂．

点评 本题考查了杠杆的调节、杠杆平衡条件的应用等问题，杠杆在水平位置平衡时，一方面可以避免杠杆自重对杠杆平衡的影响，另一方面便于测量力臂；为得出普遍结论，应进行多次实验，测出多组实验数据．