Question

小华、小明两位同学通过实验探究杠杆平衡的条件，所用实验器材有杠杆、弹簧测力计、钩码和支架等．他们分别在已调水平平衡的杠杆上施加动力F₁、阻力F₂并使杠杆在水平位置平衡，记录动力臂l₁及阻力臂l₂，小华、小明的操作情况分别如图（a）、（b）所示，表一、表二为他们记录的实验数据．

表一 小华同学

实验

序号 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 小明同学

实验

序号 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

（1）分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件，小华得出结论：杠杆平衡的条件是F₁+l₁=F₂+l₂．请判断：小华的结论是错误的（选填“正确”或“错误”），依据是： ．

（2）进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件，可归纳得出结论：杠杆平衡的条件是 ．

（3）得出上述杠杆平衡的条件后，小华也欲用弹簧测力计和钩码进行实验，但跟小明的操作不同的是，他准备将弹簧测力计沿竖直方向作用在杠杆上的A点，而钩码的位置不变，如图25（c）所示．

请判断：他能使杠杆在水平位置平衡（选填“能”或“不能”）．如果杠杆能平衡，写出需满足的条件 ；如果杠杆不能平衡，写出判断的理由 ．

Answer 1

解：（1）因为力和力臂是两个不同的物理量，不同的物理量是不能相加的；

（2）根据题中表格中的数据可知，动力×动力臂的乘积都等于阻力×阻力臂的乘积，所以杠杆的平衡条件是F₁l₁=F₂l₂

（3）若在A点将弹簧测力计竖直向下拉动杠杆且满足F₁l₁=F₂l₂则可使杠杆在水平位置平衡，若在A点将弹簧测力计竖直向上拉动杠杆，由于动力和阻力对杠杆的作用效果相同，就不满足F₁l₁=F₂l₂，杠杆将不能平衡．

答案为：（1）错误，两个不同的物理量不能相加；（2）F₁l₁=F₂l₂；（3）能；使弹簧测力计竖直向下作用在A点，并满足F₁l₁=F₂l₂；或：不能；当弹簧测力计竖直向上作用在A点时，动力和阻力对杠杆的作用效果相同．