Question

5．在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，應首先調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做目的是消除杠桿自重對實驗的影響；如發現杠桿右端偏高，你的調節方法是將左端的平衡螺母向右調節，或將右端的平衡螺母向右調節．為了方便測量力臂，接下來的操作是：在杠桿支點的兩邊各掛上不同的鉤碼，并移動鉤碼的位置，使杠桿再次在水平位置平衡．
如圖是小明同學三次實驗的情景，實驗時所用的每個鉤碼重0.5N，杠桿上每一格長5cm，部分實驗數據已記錄在表中．

（1）請將表格中的實驗數據補充完整．
（2）小明的第3次實驗存在錯誤，其錯誤是L₁讀錯了．
（3）小明改正錯誤后的得到的結論是動力×動力臂=阻力×阻力臂．

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	1	20	1.5	10

Answer 1

分析 杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小，同時消除杠桿重對杠桿平衡的影響．調節杠桿兩端的平衡螺母，使螺母向偏高的一端移動，使杠桿在水平位置平衡；
（1）根據杠桿平衡條件求出阻力或阻力臂；
（2）杠桿在水平位置平衡，并且力豎直作用在杠桿時，力臂才在杠桿上；由圖可見，第3次實驗中拉力的方向沒有豎直向下，導致力臂不能從杠桿上正確讀出．
（3）杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂（F₁L₁=F₂L₂）．

解答 解：
在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，應先調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做是為了消除杠桿自重對實驗的影響；如發現杠桿右端偏高，則可將左端的平衡螺母向右調節，或將右端的平衡螺母向右調節，使杠桿重心右移；掛上鉤碼后再調節鉤碼的位置，使杠桿在水平位置平衡，目的是便于力臂的測量；
（1）第1次實驗：根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，1.5N×10cm=1N×L₂，所以L₂=15cm．
第2次實驗：根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，1N×20cm=F₂×10cm，所以F₂=2N．
（2）杠桿在水平位置平衡，F₁的方向垂直于杠桿時，力臂才在杠桿上．如圖，F₁傾斜拉動杠桿在水平位置平衡，力臂不在杠桿上，所以動力臂L₁讀取錯誤．
（3）分析表中數據不難發現：動力與動力臂的乘積和阻力與阻力臂的乘積是相等的，因此可以得出的結論是：動力×動力臂=阻力×阻力臂．
故答案為：水平；消除杠桿自重對實驗的影響；將左端的平衡螺母向右調節，或將右端的平衡螺母向右調節；水平；
（1）補充數據如下：

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	15
2	1	20	2	10
3	1	20	1.5	10

（2）L₁讀錯了；
（3）動力×動力臂=阻力×阻力臂．

點評 此題是“探究杠桿的平衡條件”實驗，考查了杠桿的調平及目的，杠桿平衡條件的應用，及對力臂概念的理解，都是杠桿平衡條件中的常見知識．