Question

在研究杠桿平衡條件的實驗中：
（1）小明調節杠桿在水平位置平衡后，按圖1所示，通過加掛鉤分別改變F₁、F₂，仍使杠桿在水平位置平衡，并用刻度尺在杠桿上測出對應的L₁和L₂，記錄的實驗數據如下表：

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

小明通過觀察以上實驗裝置，并分析數據得出杠桿平衡的條件是：“動力乘以動力作用點到支點的距離=阻力乘以阻力作用點到支點的距離”．小華認為小明的結論不正確，小華為了驗證自己的觀點．只將如圖1中的F₁改用彈簧測力計來拉．實驗中改變拉力的______．仍使杠桿在水平位置平衡時，比較拉力的______，即可證明小華的觀點是否正確．
（2）某同學利用身邊的塑料直尺和硬幣若干來驗證杠桿平衡的條件，如圖2所示，當杠桿在水平位置平衡時，他測出從支點O到硬幣邊緣的距離作為力臂L₁和L₂的大小．他測力臂的方法是______的（選填“正確”或“錯誤”）．如果將兩邊的硬幣以相同速度同時勻速向支點移動的過程中，則杠桿______（選填“仍平衡”、“向左傾斜”、“向右傾斜”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）杠桿平衡條件：動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂．當杠桿在水平位置平衡，力豎直作用在杠桿上時，力臂是作用點到支點的距離；當杠桿在水平位置平衡，力傾斜拉動杠桿時，力臂小于作用點到支點的距離．
（2）①幾個硬幣放在杠桿上，杠桿在水平位置平衡，幾個硬幣的重心在硬幣平面圓心的直線上，作用在杠桿上的力的作用線通過平面圓的圓心，力臂是從支點到平面圓心的距離．
②可以采用極端的方法，兩端硬幣向支點移動相同的距離，當杠桿右端的硬幣移動到支點時，左端硬幣到支點還有一段距離，杠桿的左端會下沉．
解答：解：（1）如圖，杠桿在水平位置平衡，力豎直作用在杠桿上，力臂在杠桿上，力臂是作用點到支點的距離．將圖2中的F₁改用彈簧測力計傾斜拉動杠桿在水平位置平衡，改變了拉力方向，觀察拉力大小，計算“動力乘以動力作用點到支點的距離=阻力乘以阻力作用點到支點的距離”是否成立．
（2）①硬幣放在杠桿上，杠桿在水平位置平衡，硬幣作用在杠桿上的力通過硬幣平面圓心，力臂是從最下面平面圓心到支點的距離，力臂測量錯誤．
②如果將兩邊的硬幣以相同速度同時勻速向支點移動的過程中，當在相同時間內，右端的硬幣先到達支點，左端的硬幣在支點的左側，杠桿會向左傾斜．
故答案為：（1）方向；大小；（2）錯誤；向左傾斜．
點評：（1）杠桿在水平位置平衡，并且力豎直作用在杠桿上，力臂才能在杠桿上，這兩個條件缺一不可．
（2）本題還主要考查了力臂的問題，力臂是力的作用線到支點的距離，而不是力的作用點到支點的距離．