Question

20．杠桿究竟在什么條件下才平衡？老師給同學們提供了如圖所示的器材進行探究．
（1）在探究“杠桿平衡條件”的過程中，我們把支點放在質地均勻的杠桿中間，這樣做的目的是消除杠桿自重對實驗的影響；實驗時，首先調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是便于測量力臂．
（2）當杠桿右端在如圖所示位置掛上兩個鉤碼時，請你在圖中適當位置畫出能使杠桿平衡的鉤碼．
（3）請畫出記錄、分析實驗數(shù)據、得出結論的表格．

Answer 1

分析 （1）①探究杠桿平衡條件時，杠桿的重心在支點上，目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響；
②使杠桿在水平位置平衡，此時力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
（2）根據杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂計算后，再去設計．
（3）根據杠桿的平衡條件，實驗中需測量動力、動力臂、阻力、阻力臂，通過分析力和力臂的乘積得出結論．

解答 解：（1）①杠桿重心在其支點處，杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；
②力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來，便于測量力臂；
（2）設每個鉤碼的質量為m，每個格的長度為L，由圖知，右邊力和力臂的乘積為：2m×3L=6mL；
要使杠桿平衡，左邊力和力臂的乘積要滿足6mL，所以可在2個格放3個鉤碼，或在第3格放2個鉤碼，如圖所示：
或
（3）根據杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂，則實驗表格中需要有動力、動力臂、阻力、阻力臂幾項，為得到普遍性結論，可測三組數(shù)據，表格如下所示：

實驗 次數(shù)	動力 F1（N）	動力臂 L1（cm）	阻力 F2（N）	阻力臂 L2（cm）
1
2
3

故答案為：（1）消除杠桿自重對實驗的影響；便于測量力臂；（2）見上圖；（3）表格如上所示．

點評 本題從杠桿實驗的器材、要求、過程、數(shù)據的分析處理等全方面地考查了杠桿平衡條件的實驗．