Question

20．下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验．（每个钩码重0.5N） 

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向
右（选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡．
（2）小王进行正确的实验操作后，能不能根据图（乙）这一组数据得出探究结论？不能（填“能”或“不能”）．理由是实验次数太少，实验结论没有普通性．
（3）如图（乙）所示，杠杆在水平位置平衡．如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆左（填“左”或“右”）端将下沉．
（4）如图（乙）所示，把B点处的钩码取下，在B点处施加一个竖直向下的拉力F=1.5N时，杠杆仍然在水平位置平衡．当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．原因是其力臂变小．
（5）如果小王又进行了如图丙所示的探究，考虑杠杆重力的影响，发现用弹簧测力计在C点
竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，则弹簧测力计的示数应大于3N．

Answer 1

分析 （1）在调平杠杆平衡时，杠杆的哪端高，平衡螺母要向哪端移动；
（2）用实验数据总结实验结论时，要进行多次实验，总结的实验结论才具有普遍性，避免偶然性；
（3）用杠杆的平衡条件来判断，力和力臂乘积大的一端，杠杆该端下沉；
（4）阻力和阻力臂不变时，弹簧测力计倾斜，动力臂变小，动力变大．
（5）若杠杆的支点在杠杆的中点处，此时重力恰好作用在支点，若不在中点，此时杠杆的平衡会受重力的影响，根据重力的方向判断出重力是使杠杆向哪个方向转动，从而判断出测量结果偏差．

解答 解：（1）杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明右端偏高，平衡螺母需向右调节；
（2）用实验来探究物理规律时，要采用多次实验，用多组实验数据来总结实验结论，实验结论具有普遍性，如果只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性，所以不能用一次实验数据总结实验结论．
（3）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，
如果在图甲中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时，
杠杆的左端：3G×3L=9GL，
杠杆的右端：2G×4L=8GL，
所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积，所以杠杆左端下沉．
（4）乙图中，在B点处施加一个竖直向下的拉力F，拉力力臂为OB，拉力F向右倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OB，拉力力臂变小，所以拉力变大．
（5）若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件：
F_向上L_向上=F_向下L_向下
F′•3L=3G•6L
解得F′=6G=6×0.5N=3N
由于杆的重心在杆的中点，方向竖直向下，重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于3N．
故答案为：（1）右；（2）不能；实验次数太少，得出的结论具有偶然性；（3）左；（4）变大；其力臂变小；（5）重力；3．

点评 此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂．