Question

20．八年二班同學做探究“杠桿的平衡條件”的實驗，請你幫他們完成下列內容：

（1）把支點放在質地均勻的杠桿中間，在沒有掛鉤碼時杠桿的平衡位置如圖1所示，為使杠桿在水平位置平衡，應將杠桿左端螺母向右 邊旋一些（選填“左”或“右”）；
（2）調好后，第一組同學按圖2進行實驗，第二組同學按圖3進行實驗，你認為第二組實驗更好，理由是便于測量力臂；
（3）同學們多次實驗，得出下表數據，分析數據得出杠桿的平衡條件是：F₁l₁=F₂l₂ （用字母表示）；表格中所缺的數據F₂為6N．

次數	動力F1/N	動力臂l1/m	阻力F2/N	阻力臂l2/m
1	0.5	0.1	1	0.05
2	1.5	0.2	3	0.1
3	2.0	0.3		0.1

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂；杠桿左端低右端高，說明杠桿的重心在支點左側，調節平衡螺母應使杠桿重心右移，這一調節過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響；
（2）探究杠桿平衡條件時，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）先將數據中的各自的力與力臂相乘，然后分析實驗數據，找出關系式；根據杠桿的平衡條件計算出第4次實驗中，動力F₁的大小．

解答 解：
（1）為使杠桿在水平位置平衡，需要使杠桿重心右移，應將平衡螺母向右調節；
（2）力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來，因此第二組實驗設計的好，此時彈簧測力計的拉力與杠桿垂直，便于測量力臂；
（3）①先將數據中的各自的力與力臂相乘，然后分析實驗數據，找出關系式為F₁l₁=F₂l₂（或動力×動力臂=阻力×阻力臂）；
②第3次實驗中，F₁L₁=F₂L₂，因此F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$=$\frac{2N×0.3m}{0.1m}$=6N．
故答案為：（1）右；（2）二；便于測量力臂；（3）F₁l₁=F₂l₂；6．

點評 本題考查了杠桿平衡的條件，在實驗時我們應注意：調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便能直接讀出力臂．杠桿平衡的條件就是：動力×動力臂=阻力×阻力臂．