Question

在研究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验中首先要调节杠杆两端的平衡螺母，其作用是调节杠杆在

水平

位置平衡，这样做是为了便于

读出力臂

．若发现杠杆“左低右高”，可将右端螺母向

右

边旋转，或将左端螺母向

右

边旋转；
（2）在A处挂三个钩码如图1所示，要使杠杆平衡应在B处挂

4

个钩码（每个钩码质量均为100g）；拿去B处钩码，改在C处用弹簧测力计竖直向上拉，杠杆平衡时弹簧测力计上的示数为

6

N．（g=10N/kg）若拉力的方向改成斜向上，则弹簧测力计的示数

变大

（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）在研究“杠杆的平衡条件”实验中，有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”．他们经过实验，获得了下述数据：

动力F1/N	动力臂Ll/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
4	5	5	4

于是，他们认为自己的猜想得到了验证，你认为他们实验过程中存在什么问题？

实验数据只有一组，得出结论具有偶然性，不具有普遍性，实验结论必须在多次试验的基础上得出，这样才能有效地避免实验结果偶然性出现

．
（4）某次实验中，若采取如图2所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置保持平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式，这主要是以下哪种原因

D

（选填字母）．
A．一个人无法独立操作             B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合               D．力和力臂数目过多．

Answer 1

分析：（1）①探究杠杆平衡条件时，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；
②杠杆“左低右高”，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，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响．
（2）由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂．可计算出所挂钩码的多少．
设杠杆的每一个小格代表1cm，知道动力臂、阻力臂、阻力，根据杠杆平衡条件求出动力．
当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，动力臂减小，阻力和阻力臂不变，动力会增大．
（3）实验规律应建立在多次测量的基础上，以避免得到偶然性的结论．
（4）当杠杆上挂多组钩码时，力和力臂数目增加，使实验复杂化，给实验带来难度．

解答：解：（1）①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；
②杠杆重心右移应将平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；
（2）因为F₁×OC=F₂×OA，并且一个钩码的重力G=mg=0.1g×10N/kg=1N，
设杠杆的每一个小格代表1cm，
则F₁×2cm=3×1N×4cm，
F₁=6N．
弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，动力臂是OC，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，动力臂减小，阻力和阻力臂不变，故动力会变大．
（3）实验数据只有一组，得出结论具有偶然性，不具有普遍性，实验结论必须在多次试验的基础上得出，这样才能有效地避免实验结果偶然性出现．
（4）当杠杆上挂多组钩码时，力和力臂增加，虽然也能得出正确的结论，但是使实验复杂化，给实验带来难度．
故答案为：（1）水平；读出力臂；右；右；（2）4；6；变大；（3）实验数据只有一组，得出结论具有偶然性，不具有普遍性，实验结论必须在多次试验的基础上得出，这样才能有效地避免实验结果偶然性出现；（4）D．

点评：（1）杠杆平衡条件应用比较广泛，利用杠杆平衡条件可以判断杠杆是否平衡、力臂大小、力的大小等．
（2）探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆的两端各挂一组钩码，实验操作比较简单，计算也比较简单；如果杠杆的两端挂多组钩码，实验操作复杂，计算也比较复杂．但是两种情况都能得出正确的结论．