Question

17．如图甲所示，姜文文同学在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个．

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉．则应将平衡螺母向右（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，调节杠杆在水平位置平衡，这样做的好处主要是：便于测量力臂．
（2）杠杆调节平衡后，姜文文同学在杠杆上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．于是他便得出了杠杆的平衡条件为：F₁L₁=F₂L₂ （用字母表示）．他这样得出的结论不合理（合理/不合理），原因是：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．
（3）实验结束后，姜文文同学提出了新的探究问题：“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探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．其原因是：杠杆自身重力对实验结论有影响．

Answer 1

分析 （1）杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移，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）杠杆的平衡条件为：F₁L₁=F₂L₂；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；
（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：
（1）杠杆的左端低，说明这一侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节，以减小这一侧的力臂．因为重力的方向是竖直向下的，杠杆只有在水平位置平衡时，支点到力的作用线的距离才正好在杠杆上，也就是正好等于相应杠杆的长，这样测量起来会比较方便．
（2）设一个钩码重为G，杠杆上一个小格代表1cm，
所以，4G×3cm=6G×2cm，
杠杆平衡条件：F₁L₁=F₂L₂；
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．
（3）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：
（1）右；便于测量力臂；
（2）F₁L₁=F₂L₂ ；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；
（3）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．