Question

11．在“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）杠桿組裝完畢靜止時(shí)如圖甲所示．為使杠桿在水平位置平衡，可將杠桿左端螺母向右（選填“左”或“右”）邊旋一些．
（2）杠桿調(diào)好后，第一組同學(xué)按圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，第二組同學(xué)按圖丙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．同學(xué)們討論后一致認(rèn)為第二組實(shí)驗(yàn)更利于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，理由是便于測(cè)量力臂；此時(shí)乙、丙兩圖中杠桿平衡時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁′小于F₁（選填“大于”、“小于”、“等于”）．
（3）按丙圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)如表中所示，收集多組數(shù)據(jù)的目的是尋找普遍規(guī)律；實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是F₁L₁=F₂L₂（用字母符合表示）．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	0.5	10	1	5
2	0.5	15	1.5	5
3	1.5	20	3	10
4	2	20	4	10

（4）請(qǐng)你寫(xiě)出一個(gè)利用杠桿原理工作的測(cè)量工具：天平．

Answer 1

分析 （1）在調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，應(yīng)將平衡螺母向較高的一端調(diào)節(jié)；
（2）探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力的方向與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)；
利用杠桿平衡條件判定圖乙和圖丙中兩個(gè)力的大��；
（3）實(shí)驗(yàn)中收集多組數(shù)據(jù)可尋找普遍規(guī)律；根據(jù)力與力臂的乘積，最終可得出杠桿的平衡條件；
（4）天平是等臂杠桿，天平平衡時(shí)，左盤(pán)物體的質(zhì)量等于右盤(pán)砝碼的質(zhì)量和游碼的質(zhì)量之和．

解答 解：
（1）為了便于測(cè)量力臂，應(yīng)使杠桿在水平位置平衡，由圖知，右端偏高，為使杠桿在水平位置平衡，需要將平衡螺母向右調(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(lái)，因此丙實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與杠桿垂直，便于測(cè)量力臂；
圖乙與圖丙相比，阻力和阻力臂不變，動(dòng)力臂變短，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動(dòng)力變大，即F₁′＜F₁；
（3）在實(shí)驗(yàn)中，為避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的片面性、偶然性，要多做幾次實(shí)驗(yàn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而得到普遍性的規(guī)律；
分別計(jì)算動(dòng)力和動(dòng)力臂的乘積、阻力和阻力臂的乘積，可以發(fā)現(xiàn)杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即：F₁•l₁=F₂•l₂．
（4）天平的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，所以物體質(zhì)量等于砝碼總質(zhì)量與游碼所對(duì)刻度之和．
故答案為：（1）右；（2）便于測(cè)量力臂；小于；（3）尋找普遍規(guī)律；F₁L₁=F₂L₂；（4）天平．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿平衡的條件，杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂．
當(dāng)杠桿處于水平位置平衡時(shí)，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變�。�