Question

图为探究“杠杆的平衡条件”的实验装置，实验时所用的每个钩码重0.5N，杠杆上每一格长5cm，实验中：

（1）首先应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态．这一调节过程的目的是

 

．
（2）下表中记录的是小明同学三次实验时部分实验数据，实验操作正确，请将表格中的实验数据补充完整．

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	1.5	10	1
2	1	20		10
3	2	20	4	10

（3）小虎同学在实验过程中，给杠杆左边挂2个钩码，杠杆右边挂3个钩码并移动钩码到某一位置时，发现杠杆左端偏高，就将杠杆右端的平衡螺母向左调节，结果杠杆仍不能保持水平平衡，请指出他实验中存在的问题：

 

，如实验过程中发现杠杆左端偏高，他的正确操作应是

 

．

Answer 1

分析：（1）因为实验中杠杆所受的动力和阻力均由钩码重力产生，而重力的方向竖直向下，只有杠杆水平平衡，动力臂和阻力臂才会与杠杆重合，在杠杆上可以方便的读出力臂．
（2）利用杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，即通过F₁×L₁=F₂×L₂求解．
（3）实验前首先应调节杠杆两端的螺母，是杠杆在水平位置平衡．实验过程中绝对不允许再调节平衡螺母，只能是移动钩码的位置或加减钩码使杠杆在水平位置平衡．

解答：解：（1）重力的方向竖直向下，只有杠杆水平平衡，杠杆自重的力臂为零，因此杠杆在水平平衡，支点到力的作用点的距离等于力臂，能从杠杆上读出力臂．
（2）根据杠杆的平衡条件F₁×L₁=F₂×L₂可得，①L₂=

F1×L1

F2

=

1.5N×10cm

1N

=15cm；②F₂=

F1×L1

L2

=

1N×20cm

10cm

=2N．
（3）实验前首先应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态．在实验过程中实验过程中不能调节杠杆两端的螺母，发现杠杆左端偏高，重心
在支点右端，应该是右边的钩码向左移或将挂在左边的钩码向左移．
故答案为：
（1）为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，
（2）15，2，
（3）实验过程中不能调节杠杆两端的螺母，可将挂在右边的钩码向左移或将挂在左边的钩码向左移．

点评：在探究杠杆平衡条件时，杠杆的重心应调到支点上，使其不影响两边力与力臂的乘积相等；会根据杠杆的平衡条件计算．