Question

11．【实验名称】探究杠杆平衡条件．
【设计并进行实验】（1）某实验小组所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同钩码若干个．

（2）实验前，将杠杆中点置于支架上，杠杆在如图甲所示的位置静止，这时应把杠杆两端的平衡螺母向左（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，处于水平位置静止，这样做的目的是便于在杠杆上直接测量力臂．
【交流与评估】杠杆调节平衡后，他们在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡，于是便得出了杠杆的平衡条件为F₁L₁=F₂L₂，进行评估时，他们认为这样得出的结论是不合理的，原因是不合理，用实验来探究物理规律时，只有一次实验，实验结论具有偶然性．
【实验拓展】实验结束后，他们提出新的探究问题“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实验，发现用弹簧测力计在左端不同位置竖直向上拉，且使处在如图所示位置静止，测出拉力大小都与平衡条件不相符，其原因是杠杆自身重力对实验结论有影响．

Answer 1

分析 （1）杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，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；杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（2）根据杠杆的平衡条件为：F₁L₁=F₂L₂计算出在B点处所挂钩码个数；
初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性．
（3）杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；杠杆的重心过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响．

解答 解：
【设计并进行实验】：
（2）杠杆静止时向右倾斜，应将平衡螺母（左端和右端的平衡螺母调节方向一致）向左调节，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；力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；
【交流与评估】①设一个钩码重为G，杠杆上一个小格代表L，
根据杠杆平衡条件：F₁L₁=F₂L₂；所以，4G×3L=nG×2L，解得n=6；
只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性．
【实验拓展】用如图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重对杠杆平衡有影响．
故答案为：
【设计并进行实验】（2）左；便于在杠杆上直接测量力臂；
【交流与评估】6；不合理，用实验来探究物理规律时，只有一次实验，实验结论具有偶然性；
【实验拓展】杠杆自身重力对实验结论有影响．

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首先调节杠杆在水平位置平衡；
初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律．