Question

16．在探究“杠杆平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干．
（1）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，如果将杠杆右端的平衡螺母向左调到头了，杠杆右端仍下沉，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向左调，直到杠杆在水平位置平衡为止．
（2）某同学进行正确的实验操作后，得到数据为F₁=6N、L₁=20cm、F₂=4N、L₂=30cm．该同学这些数据能否得出实验结论？不能，理由：因为一次实验获得的数据有偶然性，不能反映普遍规律．
（3）使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡条件．这种实验方案与杠杆在水平位置实验方案比较，你认为哪种方案好？并说明理由杠杆在水平位置的实验方案好；理由：便于测量力臂．
（4）如图所示，杠杆在水平位置平衡．如果在两侧钩码下各挂一个相同的钩码，则杠杆右端将下沉．

Answer 1

分析 （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）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）杠杆可以在任意位置保持平衡但是为了便于测量力臂，最好是在水平位置保持平衡；
（4）当左右两侧力与力臂的乘积不相等时，杠杆会转动，直到在新的位置找到平衡．

解答 解：（1）杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，则重心应向左移动，故应向左调节螺母，要使杠杆平衡，杠杆两端的平衡螺母的调节方向一致；
（2）杠杆平衡条件是规律性结论，必须经过多次实验验证才行，只有一次实验数据，偶然性太大，不能反映普遍规律；
（3）杠杆在水平位置平衡时，支点到力的作用点的距离就是力臂，便于测量；
（4）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得：
杠杆在水平位置平衡时：左边=3G×2L=6GL；
右边=2G×3L=6GL；
如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码后：左边=4G×2L=8GL；
右边=3G×3L=9GL；
杠杆不再水平平衡，右边会下沉．
故答案为：（1）左，（2）不能；因为一次实验获得的数据有偶然性，不能反映普遍规律；（3）杠杆在水平位置的实验方案好；理由：便于测量力臂；（4）右．

点评 考查杠杆的平衡条件及应用，本题中涉及实验到的注意事项很特殊，多次测量的目的不是为了减小误差而是为了总结普遍规律；
对于已经平衡的杠杆，改变条件后判断杠杆是否还能保持平衡，有两种方法：一是按力和力臂的乘积；二是按比例的方法．