Question

13．王銳和興趣小組的同學(xué)做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)：

（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)發(fā)現(xiàn)杠桿停在如圖甲所示的位置將左端的平衡螺母向右調(diào)，王銳認(rèn)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(dòng)鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，如圖乙所示，并測(cè)出力臂，多次實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)杠桿在水平位置平衡的目的是：便于測(cè)量力臂．
（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）．
（4）將圖乙中杠桿兩側(cè)的鉤碼各取下一個(gè)，杠桿會(huì)左側(cè)下降（選填“右側(cè)下降”或“左側(cè)下降”）．
（5）若只將圖乙中的杠桿左側(cè)的兩個(gè)鉤碼取下，要使杠桿重新在水平位置平衡，應(yīng)將右側(cè)鉤碼向左移動(dòng)2格（說出鉤碼移動(dòng)的方向及格數(shù)）．
（6）如丙圖，改用彈簧測(cè)力計(jì)在C位置斜下拉，若每個(gè)鉤碼重1N，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，測(cè)力計(jì)示數(shù)將大于（填“大于”“等于”或“小于”）1N．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移；
（2）使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來．實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
（3）杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；
（4）當(dāng)左右兩側(cè)力與力臂的乘積不相等時(shí)，杠桿會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到在新的位置找到平衡；
（5）利用杠桿平衡條件分析．
（6）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)斜著拉時(shí)，其力臂小于杠桿長(zhǎng)，根據(jù)杠桿平衡條件分析出答案．

解答 解：
（1）杠桿左端下沉，應(yīng)將杠桿重心向右移，所以應(yīng)將兩端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右調(diào)節(jié)；
（2）力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來．
（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂 （或F₁L₁=F₂L₂）
（4）設(shè)每個(gè)鉤碼的重量為G，杠桿每一小格為L(zhǎng)，根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得：
杠桿在水平位置平衡時(shí)：左邊=3G×2L=6GL；
右邊=2G×3L=6GL；
如果在兩側(cè)鉤碼下再各取下一個(gè)相同的鉤碼后：左邊=2G×2L=4GL；
右邊=G×3L=3GL；
杠桿不再水平平衡，左邊會(huì)下沉．
（5）設(shè)每個(gè)鉤碼的重量為G，杠桿每一小格為L(zhǎng)，若只將圖乙中的杠桿左側(cè)的兩個(gè)鉤碼取下，根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁L₁=F₂L₂，左邊=G×2L=2GL；則右邊=2G×L=2GL，即向左移動(dòng)2格；
（6）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在圖丙所示的C位置斜向下拉時(shí)，力臂變小，即L₁＜4L，根據(jù)杠桿平衡條件得，2N×2L=F×L₁，即F=$\frac{2N×2L}{{L}_{1}}$，因?yàn)長(zhǎng)₁＜4L，所以F＞1N．
故答案為：
（1）右；（2）便于測(cè)量力臂；（3）動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；（4）左側(cè)下降；（5）向左移動(dòng)2格；（6）大于．

點(diǎn)評(píng) 考查杠桿的平衡條件及應(yīng)用，本題中涉及實(shí)驗(yàn)到的注意事項(xiàng)很特殊，多次測(cè)量的目的不是為了減小誤差而是為了總結(jié)普遍規(guī)律；
對(duì)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；二是按比例的方法．