Question

如图1所示是某校初三（1）班物理实验小组探究杠杆平衡条件的实验装置．
（1）实验开始若发现杠杆在使用前右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向______调节；也可将杠杆左端的平衡螺母向______调节．此后在整个实验过程中，是否还要再旋动两侧的平衡螺母？______．
（2）一实验小组得到的三组数据如下表所示：

实验序号	动力F1/N	动力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
1	1	8	2	4
2	2	8	1	16
3	2	12	3	8

通过此探究实验应该得出的结论是：______．
（3）小明通过观察以上实验装置，并分析数据得出杠杆平衡的条件是：“动力乘以动力作用点到支点的距离=阻力乘以阻力作用点到支点的距离”．小华认为小明的结论不正确，小华为了验证自己的观点，只将图中的F₁改用弹簧测力计来拉，实验中改变拉力的______，仍使杠杆在水平位置平衡时，比较拉力的______，即可证明小华的观点是否正确．
（4）小刚用身边一些器材做实验：①他将塑料直尺放圆柱形水杯上，使其在水平位置平衡，如图2所示，则支点O与直尺的______一定在 同一竖直线上．
②如果将两边的硬币以相同速度同时匀速向支点移动的过程中，则杠杆______（填“仍平衡”、“向左倾斜”、“向右倾斜”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）为了避免杠杆重力对杠杆平衡产生的影响和便于测量力臂，实验前，应首先进行杠杆平衡调节，根据杠杆的平衡条件，杠杆左、右两端的螺母（或一端的螺母）向杠杆上翘的一端调节．但实验过程中，螺母不需要再调节．
（2）计算数据中F₁L₁与F₂L₂ 的值，然后比较数据即可得出结论．
（3）杠杆平衡条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂．当杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上时，力臂是作用点到支点的距离；当杠杆在水平位置平衡，力倾斜拉动杠杆时，力臂小于作用点到支点的距离．
（4）①塑料直尺放圆柱形水杯上，使其在水平位置平衡，为避免杠杆重力对杠杆平衡产生的影响，直尺的重心一定在同一竖直线上．
②可以采用极端的方法，两端硬币向支点移动相同的距离，当杠杆右端的硬币移动到支点时，左端硬币到支点还有一段距离，杠杆的左端会下沉．
解答：解：（1）实验开始对杠杆进行水平位置平衡调节；若发现杠杆在使用前右端低左端高，要使它在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，应将杠杆右端的平衡螺母向左调节；也可将杠杆左端的平衡螺母向左调节；此后在整个实验过程中，不需要旋动两侧的平衡螺母；
（2）分析两组数据实验序号1中，F₁L₁=1×8=8，F₂L₂=2×4=8；
实验序号2中，F₁L₁=2×8=16，F₂L₂=1×16=16；
实验序号3中，F₁L₁=2×12=24，F₂L₂=3×8=24；
∴杠杆平衡时，F₁L₁=F₂L₂；得出的结论是：动力×动力臂=阻力×阻力臂；
（3）杠杆在水平位置平衡，力竖直作用在杠杆上，力臂在杠杆上，力臂是作用点到支点的距离．将图中的F₁改用弹簧测力计倾斜拉动杠杆在水平位置平衡，改变了拉力方向，观察拉力大小，计算“动力乘以动力作用点到支点的距离=阻力乘以阻力作用点到支点的距离”是否成，立即可证明小华的观点是否正确．
（2）①塑料直尺放圆柱形水杯上，为避免杠杆重力对杠杆平衡产生的影响，使其在水平位置平衡，直尺的重心一定在同一竖直线上．
②如果将两边的硬币以相同速度同时匀速向支点移动的过程中，当在相同时间内，右端的硬币先到达支点，左端的硬币在支点的左侧，杠杆会向左倾斜．
故答案为：（1）左；左；否；（2）动力×动力臂=阻力×阻力臂；（3）方向；大小；（4）重心；向左倾斜．
点评：（1）杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力臂才能在杠杆上，这两个条件缺一不可．
（2）本题还主要考查了力臂的问题，力臂是力的作用线到支点的距离，而不是力的作用点到支点的距离．