Question

4．小強在探究“杠桿的平衡條件”時，經歷了如下的實驗步驟：
A．調節杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡；
B．在杠桿的兩邊掛上鉤碼，并移動懸掛位置，使杠桿重新平衡；
C．改變動力或動力臂的大小，并重新調節，再次使杠桿平衡；
D．如此多次測量，得到多組數據．
（1）小強進行步驟A的調節的目的是使杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響，同時便于測量力臂；
（2）在步驟C中，當小強改變動力的大小后，為使杠桿重新平衡，接下來的操作步驟是（多選）ABC
A．改變動力臂大小          B．改變阻力大小
C．改變阻力臂大小          D．調節平衡螺母
（3）實驗獲得的數據如表：

實驗次數	動力/N	動力臂/cm	阻力/N	阻力臂/cm
1	4	5	2	10
2	1.5	10	3	5
3	2	15	3	10
4	l	20	1	20

分析上表，杠桿平衡條件可表示為：F₁L₁=F₂L₂．
（4）當小強進一步做如圖所示的實驗時，發現不再滿足（3）中得到的規律，請你對此作出評析：由于動力的方向沒有與桿垂直，因此此時的力臂不再等于OA長；．
（5）用彈簧測力計取代一側的鉤碼進行探究活動的最終目的是B
A．便于提供不同方向的拉力      B．便于正確認識力臂
C．便于直接讀出拉力的大小      D．便于測量力臂的大小．

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，重力的方向跟杠桿垂直，支點到力的作用點的距離就是力臂，同時能夠消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響，因此在此實驗中我們應首先調節杠桿在水平位置平衡．
（2）杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂．改變動力后，要使杠桿仍在水平位置平衡，動力臂、阻力、阻力臂，都可以改變．
（3）根據表中數據總結結論．
（4）杠桿受到的力不再豎直方向時，力臂不等于桿長．
（5）根據杠桿平衡的條件分析解答．

解答 解：（1）a、為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響，這時杠桿重力的力臂為零，同時可從杠桿上直接讀取力臂的大小，實驗時應調節杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡；
（2）在步驟C中，當小強改變動力的大小后，為使杠桿重新平衡，接下來的操作步驟是：調節動力臂大小或調節阻力大小或條件阻力臂的大小，使杠桿重新在水平位置平衡．
（3）分析表中的實驗數據，發現動力×動力臂=阻力×阻力臂，用F₁、F₂、L₁和L₂分別表示動力、阻力、動力臂和阻力臂，杠桿平衡條件可表示為：F₁L₁=F₂L₂．
（4）如圖，當小強將彈簧測力計斜向左拉時，拉力的力臂不再等于桿OA長，而是OC長，所以再將OA作為力臂時是錯誤的．
（5）從支點到力的作用線的距離叫力臂，在杠桿兩側掛鉤碼，由于重力的方向是豎直向下的，力臂在杠桿上可以直接讀出，當用彈簧測力計拉，若彈簧測力計傾斜時，拉力不再與杠桿垂直，這樣力臂會發生變化，相應變短，根據杠桿的平衡條件，力會相應增大，才能使杠桿仍保持平衡，這樣做實驗可以加深學生對力臂的正確認識．
故答案為：水平；
（1）使杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響，同時便于測量力臂；
（2）ABC； 
（3）F₁L₁=F₂L₂；
（4）由于動力的方向沒有與桿垂直，因此此時的力臂不再等于OA長；
（5）B．

點評 本題主要考查對“探究杠桿平衡條件”的實驗內容的了解．合理運用杠桿平衡條件進行分析，同時明確拉力傾斜時力臂會變小，這也是我們在實驗中應該注意的細節．