Question

16．探究杠桿的平衡條件

（1）如圖甲所示，若杠桿在使用前左端低，右端高，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右側(cè)的螺母向右（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)至平衡．杠桿平衡后，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不可以（填“可以”或“不可以”）再旋動(dòng)兩側(cè)的螺母．
（2）下來(lái)實(shí)驗(yàn)步驟中
A．調(diào)節(jié)杠桿兩側(cè)的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
B．計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中F₁•L₁和F₂•L₂的大小，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出杠桿的平衡條件．
C．改變鉤碼的個(gè)數(shù)和位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．
D．記下動(dòng)力F₁•動(dòng)力臂•阻力F₂和阻力臂L₂的大小，將數(shù)據(jù)填入表格中．
E．將鉤碼掛在杠桿的支點(diǎn)兩邊，先改變動(dòng)力或動(dòng)力臂的大小，然后調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡．正確的順序是AEDCB．
（3）每個(gè)鉤碼重1N，杠桿上每格長(zhǎng)度是4cm．下表是某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

次數(shù)	F1/N	L1/cm	F2/N	L2/cm
1	1	8	2	4
2	2	8	1	16
3	2	12	3	8

分析上述數(shù)據(jù)，可得出的杠桿的平衡條件是：F₁l₁=F₂l₂
（4）上圖中，杠桿在水平位置平衡，如果這時(shí)在兩側(cè)鉤碼下各增加一個(gè)相同的鉤碼，杠桿的左端將下沉．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問(wèn)題：若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”
于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因可能是杠桿自重的影響．

Answer 1

分析 （1）如果杠桿左端下沉，應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在平衡位置平衡，實(shí)驗(yàn)中不可以再調(diào)節(jié)平衡螺母．
（2）探究杠桿平衡條件的步驟：
調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
左右掛不同數(shù)量的鉤碼，使杠桿在水平位置重新平衡，繼續(xù)動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂；
改變鉤碼的位置和數(shù)量，重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（3）杠桿平衡條件：F₁l₁=F₂l₂；
（4）根據(jù)杠桿平衡條件判斷杠桿是否平衡或杠桿的哪端下沉；
（5）圖乙中，支點(diǎn)位于動(dòng)力和阻力的右側(cè)，彈簧測(cè)力計(jì)不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響．

解答 解：
（1）發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，此時(shí)，應(yīng)把杠桿右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，在水平位置平衡；
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能再調(diào)節(jié)平衡螺母，否則就不能得出平衡條件；
（2）經(jīng)分析，探究杠桿平衡的步驟為：
A、調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；
E、將鉤碼掛在杠桿的支上點(diǎn)兩邊，先改變動(dòng)力或動(dòng)力臂的大小，然后調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡；
D、記下動(dòng)力F₁、動(dòng)力臂L₁、阻力F₂和阻力臂L₂的大小，將數(shù)據(jù)填入表格中；
C、改變鉤碼的個(gè)數(shù)和位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；
B、計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中F₁L₁和F₂L₂的大小，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出杠桿的平衡條件；
（3）分析上述數(shù)據(jù)，可得出的杠桿的平衡條件是：F₁l₁=F₂l₂（或動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂）；
（4）如圖，杠桿在水平位置平衡，如果這時(shí)在兩側(cè)鉤碼下各增加一個(gè)相同的鉤碼，每個(gè)鉤碼重1N，杠桿上每格長(zhǎng)度是4cm，3N×12cm＞4N×8cm，
所以F₁l₁＞F₂l₂，所以杠桿的左端下沉；
（5）圖乙中，杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿自身的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來(lái)的數(shù)值偏大．
故答案為：（1）右；不可以；（2）AEDCB；（3）F₁l₁=F₂l₂；（4）左；（5）杠桿自重的影響．

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿使用前水平平衡，目的是使杠桿的重心不對(duì)平衡產(chǎn)生影響，也便于力臂的測(cè)量；實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行多次測(cè)量，用多組數(shù)據(jù)分析得出杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．