Question

1．物理興趣小組的同學，利用如圖所示的裝置，在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件．

（1）如圖甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應將右端的平衡螺母向右（左/右）移動，實驗過程中將杠桿調在水平位置平衡的目的是為了便于測量力臂的大小．
（2）實驗中測得的數據如表所示，表格中漏填的數據為1N．

測量序號	動力F1/N	動力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
①	1	20	2	10
②	2	15	1.5	20
③	3	5		15

（3）有的同學按現有方案得出如下結論：“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”．這個結論與杠桿平衡條件不符，原因是實驗過程中B（填字母）．
A．沒有改變力的大小                    B．沒有改變力的方向
C．沒有改變力的作用點                  D．實驗次數較少，結論具有偶然性
（4）如圖所示，用食指頂起一把金屬勺子保持水平平衡狀態，OA段和OB段的重分別為G_A合G_B，根據圖丙可判斷G_A＜G_B（＞/=/＜）．
（5）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學利用如圖丁示裝置進行探究，發現在杠桿左端的不同位置，用彈簧秤測力計豎直向上拉是杠桿處于平衡狀態時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：杠桿自身重力對實驗結論有影響．

Answer 1

分析 （1）杠桿傾斜時，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調節；
實驗前先要調節杠桿兩端的平衡螺母，使其在水平位置平衡，這是為了便于測量力臂的大小；
（2）根據杠桿的平衡條件和第3次實驗數據中的動力、動力臂、阻力臂，求出阻力；
（3）從支點到動力作用線的垂直距離叫動力臂；從支點到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂；
（4）由圖可知，勺子被支起，處于平衡狀態，只要能確定兩邊力臂的大小關系即可求得兩邊的重力的大小關系；
（5）圖丁中，支點位于動力和阻力的右側，彈簧測力計不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響．

解答 解：（1）如圖甲所示，杠桿的左端下沉，為使杠桿在水平位置平衡，應將右端的平衡螺母向右移動；
實驗過程中將杠桿調在水平位置平衡的目的是為了便于測量力臂的大小．
（2）分析第3組數據，根據F₁L₁=F₂L₂，所以F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$=$\frac{3N×5cm}{15cm}$=1N．
（3）“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實驗過程中沒有改變動力或阻力的方向．故選項A、C、D錯誤，選項B正確；
（4）勺子處于平衡狀態，由圖可知，右側部分重心離支點O較近，故力臂較小，左側部分重心離支點O較遠，故力臂較大；
根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，左側勺子重力G_A小、右側重力G_B大，即：G_A＜G_B．
（5）圖丁中，杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大．
故答案為：（1）右；便于測量力臂的大小；（2）1；（3）B；（4）＜；（5）杠桿自身重力對實驗結論有影響．

點評 本題考查調節平衡螺母的作用、杠桿實驗時動力和阻力的實驗要求及根據杠桿平衡條件計算．考查較為全面，值得我們關注．