Question

为了探究杠杆平衡条件，老师让同学们准备的器材是一元的硬币若干枚，一只圆柱形水杯，胶带、质地均匀的塑料尺；老师告诉同学们，用胶带将圆柱形水杯固定在水平桌面上做支点，用你的塑料尺做杠杆，硬币做钩码．
（1）在图中画出左右的力臂．
（2）实验中如果尺的中心发生了移动，对实验结果有影响吗？答：______（只答“有”还是“没有”）
（3）如果左右两端各取下一枚硬币则杠杆将向______倾斜．
（4）在下面画出记录实验数据的表格：______．

Answer 1

解：（1）硬币对杠杆的力就是硬币的重力，方向竖直向下，过支点分别向左右两个重力的作用线作垂线就是力臂，分别用L₁和L₂表示，如下图：

（2）实验中如果尺的中心发生了移动，尺子的重心不再位于支点上，尺子的重力会对杠杆的平衡产生影响，因此会影响实验结果．
（3）如图，塑料尺在水平位置平衡，设每个硬币的质量是m，根据杠杆平衡条件得，2mg×L₁=3mgL₂，所以L₁=L₂；
当直尺两端各取下一枚硬币，直尺左端：mg×L₁=mg×L₂=mgL₂，
直尺右端：2mg×L₂=2mgL₂，
∵mgL₂＜2mgL₂，
∴杠杆的右端下沉，杠杆将向右倾斜．
（4）实验中需要记录：动力、动力臂、阻力、阻力臂，因为要多测几次，所以还要有次数．
故答案为：（1）如图；（2）有；（3）右；（4）

实验次数	动力（左侧硬币数）	动力臂/cm	阻力（右侧硬币数）	阻力臂/cm
1
2
3

分析：（1）根据力臂的定义，力臂是支点到力的作用线的距离，是一条垂线段来作图．
（2）实验过程中必须保证尺子的重心位于支点上，这样可以避免尺子的重力对实验造成的影响．
（3）先根据图求出杠杆平衡时，杠杆左端和右端力臂的关系；当杠杆两端各取下一枚硬币，如果杠杆平衡条件成立，杠杆平衡；如果杠杆平衡条件不成立，杠杆向力和力臂乘积大的一端下沉．
（4）因为探究杠杆的平衡条件，所以要数据记录表格要有：动力、动力臂、阻力、阻力臂，因为要测几次，所以还要有次数．
点评：本题考查的是探究杠杆的平衡条件实验，了解此实验过程是解题的基础，同时还要注实验中的一些细节问题，如为什么要求杠杆在水平位置平衡，测力计为什么要在竖直向上对杠杆用力等．