Question

7．小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验：

（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停在如图甲所示的位置．小明将左端的平衡螺母向右端，小红认为也可以将右端的平衡螺母向右调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡．
（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，并测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中．

次数	F1/N	L1/cm	F2/N	L2/N
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	3	15	3	10

实验时杠杆在水平位置平衡的目的是：便于测量力臂．
（3）小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会左侧下降（选填“右侧下降”或“左侧下降”）．
（4）小明想用杠杆测出一物体的重（约为10N），他添加了一个弹簧测力计（0∽5N）做了以下的实验：
①简述主要测量步骤
实验步骤：a．把被测物体挂在杠杆右侧A处（如图丙所示）．
b．用弹簧测力计在杠杆右侧大于2倍OA的B处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，读出拉力F．
c．分别用刻度尺测出OA、OB的长L₁、L₂．
②物体重力的计算表达式：G=$\frac{F{L}_{2}}{{L}_{1}}$（用测量的物理量符号表示）．

Answer 1

分析 （1）杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移；
（2）使杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来．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）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；
（4）利用杠杆平衡条件分析．

解答 解：（1）杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节；
（2）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；
（3）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取下一个相同的钩码后：左边=2G×2L=4GL；
右边=G×3L=3GL；
杠杆不再水平平衡，左边会下沉．
（4）①b、把乙物体挂在杠杆右侧A点，用弹簧测力计在杠杆右侧大于2倍OA的B处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，读出拉力F；
c、分别用刻度尺测出OA、OB的长L₁、L₂；
②根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可得，G×L₁=FL₂，故物体重力G=$\frac{F{L}_{2}}{{L}_{1}}$．
故答案为：（1）右；（2）便于测量力臂；（3）左侧下降；（4）①b．右侧大于2倍OA的B处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，读出拉力F；c．OA、OB的长L₁、L₂；②$\frac{F{L}_{2}}{{L}_{1}}$．

点评 此题是探究杠杆平衡条件的实验，从杠杆的调平、实验的操作、数据的分析、结论的得出等方面进行了考查．