Question

11．如圖，在探究“杠桿的平衡條件”的實驗中：

（1）實驗前，杠桿在圖（a）所示位置靜止，杠桿處于平衡 （選填“平衡”或“不平衡”）狀態，此時應先將左邊的平衡螺母向左 調節，使杠桿在水平 位置保持平衡，目的是為了便于測量力臂．
（2）操作時，把鉤碼分別掛在杠桿的兩側，若不計杠桿質量和摩擦且杠桿刻度均勻，每個鉤碼均重1牛，如圖（b）在A點掛兩個鉤碼時，為了使杠桿恢復平衡，可以在C點掛4 個鉤碼．
（3）甲同學在實驗中得出三組數據（如表）．試根據它的實驗結果歸納出杠桿的平衡條件是F₁L₁=F₂L₂ ．

實驗次數	動力F1（牛）	動力臂l1（厘米）	阻力F2（牛）	阻力臂l2（厘米）
1	2	5	1	10
2	4	10	8	5
3	3	6	2	9

（4）乙同學記錄了如表數據，得出了“動力+動力臂=阻力+阻力臂”，該同學實驗存在的問題是一次實驗具有偶然性．

動力F1（牛）	動力臂l1（厘米）	阻力F2（牛）	阻力臂l2（厘米）
3	4	4	3

Answer 1

分析 （1）杠桿處于靜止狀態和勻速轉動狀態都稱為杠桿平衡，為了使杠桿在水平位置平衡，平衡螺母向上翹的一端移動；探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂；
（2）根據阻力是阻礙杠桿轉動的力，動力是使杠桿轉動的力，確定B點和C點施加力的方向．根據杠桿平衡條件求出B、C點掛鉤碼數量；
（3）杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂（F₁L₁=F₂L₂）．
（4）實驗時，如果只用一組數據得到結論，偶然性太大，因此應獲取多組實驗數據歸納出物理規律．

解答 解：（1）杠桿停在如圖甲所示的位置，保持靜止狀態，杠桿處于平衡狀態；要使杠桿在水平位置處于平衡狀態，平衡螺母向上翹的左端移動；
杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于直接從杠桿上測量力臂；
（2）操作時，把鉤碼分別掛在杠桿的兩側，改變鉤碼的個數或在杠桿上的力臂的大小，使杠桿平衡．
設杠桿的一個小格是l，設右端掛鉤碼重為F，根據杠桿平衡條件得，2N×4l=F×2l，所以F=4N，所以在C處掛4個鉤碼．
（3）根據表格中的數據可歸納出杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂．
（4）該組的同學只用一組數據得到結論，偶然性太大，因此應獲取多組實驗數據歸納出物理規律．力和力臂是兩個不同的物理量，單位不同，不能相加．
故答案為：（1）平衡；左；水平；便于測量力臂；  （2）4；（3）F₁L₁=F₂L₂；（4）一次實驗具有偶然性．

點評 杠桿無論在水平位置靜止還是在傾斜位置靜止，杠桿只有是靜止，杠桿就處于平衡狀態，此處學生容易忽視；杠桿平衡條件是杠桿平衡問題的重要依據，一個題目中可能多次用到杠桿平衡條件，一定要熟練掌握