Question

【題目】小紅和小明學習杠桿的知識后，進行了下面的探究活動：

（1）小紅探究杠桿的平衡條件，探究前她發現杠桿左端下沉，如圖甲所示，她應將左端的平衡螺母向_________（選填“左”或“右”）調節，直至杠桿在水平位置平衡，同時支點選在均勻杠桿的中點是為了消除杠桿_________對實驗的影響。

（2）杠桿平衡后，小紅在杠桿兩邊掛上鉤碼，使杠桿恰好在水平位置平衡，如圖乙聽示，這樣便于測量_________。若此時在左右鉤碼的下方再掛一個相同鉤碼，杠桿將_________（選填“靜止不動”“左端下降”或“右端下降”）。

（3）小紅收集了表中的數據，分析得出杠桿的平衡條件是__________________。

次數	動力F1/N	動力臂l1/m	阻力F2/N	阻力臂l2/m
1	0.5	0.2	1.0	0.1
2	1.0	0.15	1.5	0.1
3	3.0	0.1	2.0	0.15

（4）小明繼續進行實驗探究，他準備了一個質地均勻的輕質杠桿，在水平方向調節平衡，并在杠桿左右放上不同數量的相同的硬幣，杠桿仍在水平位置平衡。他用刻度尺測量力臂l1和l2的方法如圖丙所示，則2l1_________3l2（選填“>”“<”或“=”）。

Answer 1

【答案】右 自重 力臂 左端下降 F1 l1=F2 l2 =

【解析】

第一空．探究杠桿左端下沉，說明杠桿左端較重、右端較輕，不論左端還是右端的平衡螺母，都應向右調節。

第二空．調節平衡螺母直至杠桿在水平位置平衡，且支點選在均勻杠桿的中點，此時左右兩端杠桿的自身重力大小相等，作用效果相互抵消，這樣消除了杠桿自重對實驗的影響。

第三空．杠桿調節平衡后，在杠桿兩邊掛上鉤碼，移動鉤碼位置使杠桿恰好在水平位置平衡，此時鉤碼對杠桿拉力的力臂剛好與杠桿重合，直接從杠桿刻度上就能讀出力臂大小。所以這樣做是為了便于測量力臂。

第四空．乙圖中，左側兩個鉤碼掛在距離支點三格處，右側三個鉤碼掛在距離支點兩格處，此時杠桿平衡，則左側“2×3”與右側“3×2”相等；若左右鉤碼的下方再掛一個相同鉤碼，則左側為“3×3”，右側為“4×2”，左側力與力臂的乘積大于右側力與力臂的乘積，所以杠桿將左端下降。

第五空．表中三次實驗數據可知，每次的動力F1與動力臂l1的乘積與阻力F2和阻力臂l2的乘積都相等，所以得出杠桿的平衡條件是F1 l1=F2 l2。

第六空．丙圖中杠桿仍在水平位置平衡，設每個硬幣的重力為G，則

2G×l1= 3G l2，

即2l1=3l2。