Question

17．小明和小紅一起做探究杠桿平衡條件的實驗；

（1）實驗前，將杠桿的中點置于支架上，當杠桿靜止時發(fā)現(xiàn)杠桿停在如圖甲所示的位置．小明將左端的平衡螺母向右調(diào)，小紅認為也可以將右端的平衡螺母向右調(diào)（選填“右”或“左”），使杠桿在水平位置平衡．
（2）在杠桿的兩端加掛鉤碼，并移動鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，如圖乙所示，并測出力臂．多次實驗并把數(shù)據(jù)記錄在表格中．

次數(shù)	F1/N	l1/cm	F2/N	l2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	2	15	3	10

實驗時杠桿在水平位置平衡的目的是：便于測量力臂；多次實驗的目的是：得出的結(jié)論更具有普遍性．
（3）小明根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂或F₁L₁=F₂L₂．
（4）小紅將圖乙中杠桿兩側(cè)的鉤碼各取下一個，杠桿會左側(cè)下降（選填“右側(cè)下降”或“左側(cè)下降”或“保持平衡”）．
（5）利用實驗得到的結(jié)論，小明將圖乙中的杠桿左側(cè)取下一個鉤碼，要使杠桿重新在水平位置平衡，應將右側(cè)鉤碼向左移動一格（說出鉤碼移動的方向及格數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）杠桿左端低、右端高，說明此時杠桿的重心在支點左邊，應調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿重心右移；
（2）實驗時杠桿在水平位置平衡，力的方向與杠桿垂直，力臂在杠桿上，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；實驗時，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，所以應獲取多組實驗數(shù)據(jù)才能得到具有普遍性的結(jié)論；
（3）杠桿平衡的條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂或F₁L₁=F₂L₂；
（4）當左右兩側(cè)力與力臂的乘積不相等時，杠桿會轉(zhuǎn)動，直到在新的位置找到平衡；
（5）利用杠桿平衡條件分析．

解答 解：（1）如圖甲所示，實驗前杠桿左端低、右端高，說明此時杠桿的重心在支點左邊，應將杠桿的重心向右移，所以應將兩端的平衡螺母（左端和右端均可）向右調(diào)節(jié)，杠桿才能平衡；
（2）實驗時杠桿在水平位置平衡，力的方向與杠桿垂直，力臂在杠桿上，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出（即便于測量力臂大�。�；
探究杠桿平衡的條件時，多次實驗主要是為了獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律，使結(jié)論具有普遍性．
（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)計算可得杠桿平衡的條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂或F₁L₁=F₂L₂；
（4）設杠桿上一格的長度為L，一個鉤碼的重為G，
如圖乙，杠桿在水平位置平衡時，左邊=3G×2L=6GL；右邊=2G×3L=6GL；
小紅將圖乙中杠桿兩側(cè)的鉤碼各取下一個后，左邊=2G×2L=4GL；右邊=G×3L=3GL；
由于4GL＞3GL，所以，杠桿不再水平平衡，左側(cè)下降．
（5）小明將圖乙中的杠桿左側(cè)取下一個鉤碼后，
根據(jù)杠桿平衡條件可得：2G×2L=2G×L₂′，解得L₂′=2L，而最初的阻力臂L₂=3L，說明應將右側(cè)鉤碼向左移動1格．
故答案為：（1）右；
（2）便于測量力臂；得出的結(jié)論更具有普遍性；
（3）動力×動力臂=阻力×阻力臂或F₁L₁=F₂L₂；
（4）左側(cè)下降；
（5）向左移動一格．

點評 本題考查了杠桿的平衡條件及應用，本題中涉及到實驗的注意事項很特殊，如多次測量的目的不是為了減小誤差而是為了總結(jié)得出普遍規(guī)律；
對于已經(jīng)平衡的杠桿，改變條件后判斷杠桿是否還能保持平衡，有兩種方法：一是按力和力臂的乘積的方法；二是按比例的方法．