Question

在探究“杠杆的平衡条件”实验中，有甲、乙两位同学作出了如下猜想：
甲同学：动力/动力臂=阻力/阻力臂       乙同学：动力×动力臂=阻力×阻力臂．
为了验证以上两种猜想是否正确，两位同学采用了如图所示的实验装置来进行实验和收集证据，并设计了如下的实验方案：
A．按图中装置安装器材，该装置中平衡螺母的作用是调节杠杆在______位置平衡．
B．在没有挂钩码时，发现杠杆右端下倾，可将右端螺母向______（左/右）边转动，实验时使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是______．
C．将钩码（每个钩码的质量均为50g）分别挂在杠杆的两边并移动其悬挂的位置，重新将杠杆调节至水平位置平衡．
D．改变悬挂的钩码个数，并移动其，悬挂的位置，使杠杆又在水平位置平衡．

实验序号	动力F1/N	动力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
1	0.5	5.42	2.0	1.36
2	1.0	4.00
3	1.5	2.60	1.0	3.90

并将每次实验测得的数据都记录在表格中，那么：
（1）补全上述步骤中的空格，并在记录数据的表格中，根据实验装置右边的放大图补充漏掉的两空（g=10N/kg）．
（2）在实验中，当杠杆处于水平位置平衡时，杠杆的重心在图中的______点．
（3）实验中改变支点两侧的钩码位置和个数，用同样的方法一般要做三次，得到三组数据并进行分析结论，这样做的目的是______．
（4）综上所述，由此可得出的结论是：F₁?l₁=______（填写字母）．

Answer 1

【答案】分析：要掌握杠杆平衡条件的探究实验，在实验前首先要调节杠杆在水平位置平衡，以便确定力臂．若右端下沉，则应将平衡螺母向左端调节；若左端下沉，则应将平衡螺母向右端调节．
为了使实验结论更具有说服力，避免偶然性和片面性，应多测几组数据进行分析．最后分析得出杠杆的平衡条件为F₁?l₁=F₂?l₂．
解答：解：在实验前应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样更便于力臂的测量．若发现右端下倾，则应将平衡螺母向左端移动．
故答案为：水平；左；便于力臂的测量．
（1）每个钩码的重力为：G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N．所以阻力F₂=3×0.5N=1.5N
阻力臂为l₂=8.15cm-5.5cm=2.65cm
故答案为：

实验序号	动力F1/N	动力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
1	0.5	5.42	2.0	1.36
2	1.0	4.00	1.5	2.65
3	1.5	2.60	1.0	3.90

（2）质地均匀的规则物体的重心在其几何中心处，所以此杠杆的重心在支点处．
故答案为：O．
（3）在实验中，为避免实验结论的片面性、偶然性，要多做几次实验，对数据进行分析从而得到普遍性的规律．
故答案为：得到普遍性的规律．
（4）分别计算动力和动力臂的乘积、阻力和阻力臂的乘积，可以发现杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即：F₁?l₁=F₂?l₂．
故答案为：F₂?l₂．
点评：此题是探究杠杆平衡条件的实验，在此实验中要知道使杠杆在水平位置平衡为了便于测量力臂．为使实验结论具有普遍性的规律，需要多测几组数据．并且考查了杠杆的平衡条件，F₁?l₁=F₂?l₂．