Question

如图是研究杠杆平衡条件实验：
（1）实验前，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在______位置平衡，这样做的目的是为了______；
（2）如图所示杠杆每格都是等距离，当在A点挂4个钩码时，你应该如何操作才能使杠杆重新平衡？请说出两种方法．方法①______；方法②______；（实验时只有10个相同的钩码供你使用）．

实验次序	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	2.0	5	1.0	10
2	2.0	10	2.0	10
3	3.0	10	2.0	15

（3）分析上表，可得杠杆的平衡条件为：______．
（4）实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做多次实验，得到多组数据并分析，这样做的目的是：______．

Answer 1

解：（1）杠杆重心左移应将平衡螺母向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了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；
（2）设每一个钩码的重力为G，杠杆每一个小格的长度为L，
杠杆左边力和力臂的乘积：4G×3L=12GL，
使杠杆右边的力和力臂的乘积为12GL即可，
所以杠杆的右边第二格处挂6个钩码；或右边第四格处挂3个钩码；或右边第六格处挂2个钩码．
（3）由表格中数据知，第一组数据力和力臂的乘积都为10N?cm；第二组数据力和力臂的乘积都为20N?cm，第三组数据力和力臂的乘积都为30N?cm，可得杠杆平衡条件为：F₁L₁=F₂L₂．
（4）实验中多次测量设计为了寻找杠杆平衡的普遍规律．
故答案为：
（1）左；水平；方便读出力臂；
（2）①杠杆的右边第二格处挂6个钩码；②右边第四格处挂3个钩码；
（3）F₁L₁=F₂L₂；
（4）寻找杠杆平衡的普遍规律．
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，并且杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（2）设杠杆每一个小格代表L，一个钩码的重为G，当杠杆左端的力和力臂的乘积等于杠杆右端的力和力臂的乘积时，杠杆平衡，否则杠杆不平衡；
（3）掌握杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂．根据数据分析，得出力和力臂乘积之间的关系；
（4）探究实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律．
点评：（1）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；
（2）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就是为了寻找普遍规律．