Question

圖為探究“杠桿的平衡條件”的實驗裝置，實驗時所用的每個鉤碼重0.5N，杠桿上每一格長5cm，實驗中：

（1）首先應調節杠桿兩端的螺母，使杠桿在不掛鉤碼時處于水平平衡狀態．這一調節過程的目的是

 

．
（2）下表中記錄的是小明同學三次實驗時部分實驗數據，實驗操作正確，請將表格中的實驗數據補充完整．

實驗次數	動力F1/N	動力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	1.5	10	1
2	1	20		10
3	2	20	4	10

（3）小虎同學在實驗過程中，給杠桿左邊掛2個鉤碼，杠桿右邊掛3個鉤碼并移動鉤碼到某一位置時，發現杠桿左端偏高，就將杠桿右端的平衡螺母向左調節，結果杠桿仍不能保持水平平衡，請指出他實驗中存在的問題：

 

，如實驗過程中發現杠桿左端偏高，他的正確操作應是

 

．

Answer 1

分析：（1）因為實驗中杠桿所受的動力和阻力均由鉤碼重力產生，而重力的方向豎直向下，只有杠桿水平平衡，動力臂和阻力臂才會與杠桿重合，在杠桿上可以方便的讀出力臂．
（2）利用杠桿的平衡條件動力×動力臂=阻力×阻力臂，即通過F₁×L₁=F₂×L₂求解．
（3）實驗前首先應調節杠桿兩端的螺母，是杠桿在水平位置平衡．實驗過程中絕對不允許再調節平衡螺母，只能是移動鉤碼的位置或加減鉤碼使杠桿在水平位置平衡．

解答：解：（1）重力的方向豎直向下，只有杠桿水平平衡，杠桿自重的力臂為零，因此杠桿在水平平衡，支點到力的作用點的距離等于力臂，能從杠桿上讀出力臂．
（2）根據杠桿的平衡條件F₁×L₁=F₂×L₂可得，①L₂=

F1×L1

F2

=

1.5N×10cm

1N

=15cm；②F₂=

F1×L1

L2

=

1N×20cm

10cm

=2N．
（3）實驗前首先應調節杠桿兩端的螺母，使杠桿在不掛鉤碼時處于水平平衡狀態．在實驗過程中實驗過程中不能調節杠桿兩端的螺母，發現杠桿左端偏高，重心
在支點右端，應該是右邊的鉤碼向左移或將掛在左邊的鉤碼向左移．
故答案為：
（1）為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響，
（2）15，2，
（3）實驗過程中不能調節杠桿兩端的螺母，可將掛在右邊的鉤碼向左移或將掛在左邊的鉤碼向左移．

點評：在探究杠桿平衡條件時，杠桿的重心應調到支點上，使其不影響兩邊力與力臂的乘積相等；會根據杠桿的平衡條件計算．