Question

在探究杠桿平衡條件的過程中，我們把支點放在質(zhì)地均勻的杠桿中間，這樣做的目的是

 

；實驗時，首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，并使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是

 

；同學(xué)們通過多次實驗，得出以下數(shù)據(jù)，分析得出杠桿平衡條件是

 

；請你應(yīng)用杠桿平衡條件，把表格中的數(shù)據(jù)填寫完整．

物理量 次數(shù)	1	2	3	4
L1/m	0.1	0.15	0.2	0.2
F1/N	0.5	0.5	1.5
L2/m	0.05	0.05	0.1	0.1
F2/N	1	1.5	3	4

小光同學(xué)實驗時，在杠桿上掛了如圖所示的兩組鉤碼．若在不加減鉤碼的前提條件下，把左端的兩個鉤碼向右移動

 

個格，可使杠桿平衡；若在不移動鉤碼位置的前提條件下，采用兩端同時減掉

 

的方法，也可使杠桿平衡（杠桿上相鄰刻線之間的距離相等，每個鉤碼的質(zhì)量都相同）．

Answer 1

分析：（1）①探究杠桿平衡條件時，杠桿的重心在支點上，目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響；
②使杠桿在水平位置平衡，此時力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
③杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
④根據(jù)杠桿的平衡條件計算出第4次實驗中，動力F₁的大小．
（2）杠桿處于不平衡狀態(tài)，通過移動和增減鉤碼，使杠桿重新達到平衡，滿足杠桿的平衡條件．

解答：解：（1）①杠桿重心在其支點處，杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；
②力臂等于支點到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，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分析數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
④第4次實驗中，F(xiàn)₁L₁=F₂L₂=4N×0.1m=0.4N?m，F(xiàn)₁=

F2L2

L1

=

0.4N?m

0.2m

=2N．
（2）假設(shè)每個鉤碼重1N，每小格為5cm，
①杠桿左端：在距支點4個小格處掛2個鉤碼，F(xiàn)₁=2N，L₁=5cm×4=20cm，則F₁L₁=2N×20cm=40N?cm；
杠桿右端：在距支點2個小格處掛3個鉤碼，F(xiàn)₂=3N，L₂=5cm×2=10cm，則F₂L₂=3N×10cm=30N?cm；
∴杠桿不平衡，右端不變的情況下，左端鉤碼向右移動1個格，此時L₁=5cm×3=15cm，這樣就滿足F₁L₁=F₂L₂，杠桿就平衡了．
②不移動鉤碼，就是不改變力臂，兩邊同時減掉1個鉤碼時，
杠桿左端：F₁=1N，L₁=5cm×4=20cm，則F₁L₁=1N×20cm=20N?cm；
杠桿右端：F₂=2N，L₂=5cm×2=10cm，則F₂L₂=2N×10cm=20N?cm；
滿足F₁L₁=F₂L₂，杠桿就平衡了．
故答案為：避免杠桿自身重力對杠桿平衡的影響、便于測量力臂、動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）、2（表格中的數(shù)據(jù)）、1、1個鉤碼．

點評：本題的易錯點在“使杠桿平衡的方法”上，通過調(diào)節(jié)力或者力臂的大小，使杠桿再次平衡，滿足杠桿的平衡條件．