Question

13．在做研究杠杆平衡的条件实验时，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；如发现杠杆如图1所示右端偏高，则可将杠杆两端的平衡螺母向右调节．在实验过程中，如果发现杠杆如图2所示处于静止，则杠杆不平衡（填“平衡”或“不平衡”），要使杠杆在水平位置平衡，可以通过左边钩码向右移动一格 （填写一种可行的做法即可）．

小红根据图3所示的实验现象得出的杠杆平衡条件是：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”．
（1）为了说明这一结论并不正确，请你在图4所示的杠杠B点上画出需要对杠杠施加的力的示意图．
（2）如图4所示，小华将两个重力均为0.5N的钩码挂在杠杆左端A点后，又将弹簧测力计钩在杠杆B点处的细线上．要使杠杆在水平位置平衡，且弹簧测力计的示数最小，小华应沿竖直向下 方向拉弹簧测力计．在此情况下，小华读出弹簧测力计示数为0.5N．小华对这次实验数据分析后得到杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂．你认为他这样就得出结论是否合理？不合理；简述理由：没有多做几次实验，得到多组数据，分析得出结论．

Answer 1

分析 实验过程中，左边下沉，说明水平时左边的力与力臂乘积较大，应减小左边的力与力臂的乘积或增大右边的力与力臂的乘积．
（1）小红得出的杠杆平衡条件是：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，不一定带有普遍性．因此在此实验中为验证不是力与支点到力的作用点的距离的乘积，所以再设计一个方向不在竖直方向的拉力的杠杆平衡．
（2）根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，右边力与力臂的乘积一定，左边要使力最小，力臂应最大；
小华只由一次实验的数据就得出结论，应该多做几次，得到多组数据，分析得出规律．

解答 解：实验前先要调节杠杆两端的螺母，使其在水平位置平衡，这是为使杠杆所受的重力通过支点，从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响；
如图1所示右端偏高，应将杠杆两端的平衡螺母向右调；
如图2所示杠杆处于静止，则杠杆不平衡；
若要使杠杆在水平位置平衡，可以通过左边钩码向右移动一格，以减小左边力与力臂的乘积，达到与右边的力与力臂的乘积相等．
（1）因杠杆仍在水平位置平衡，所以设计的拉力方向不要与杠杆垂直即可，如图：
支点到力的作用点的距离不再是力臂，这样做研究杠杆平衡的条件实验，
得到结论就不能是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离．
故杠杠施加的力的示意图和这个力的力臂如图所示：

（2）力与力臂的乘积一定时，力臂最大为支点到力的作用点的距离，此时力应竖直向下．小华应进行多次试验，分析多组数据去总结结论．
故答案为：水平；右；不平衡；将左边钩码向右移动一格；
（1）如上图；
（2）竖直向下；不合理；没有多做几次实验，得到多组数据，分析得出结论．

点评 解题关键有两点：
一是知道杠杆的重力方向通过支点，就不会对杠杆平衡产生影响；
二是在实验过程中不能再调节平衡螺母．
三注意力臂与支点到力的作用点的距离，不能相提并论，它们相等是有条件的．