Question

20．八年二班同學(xué)做探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫他們完成下列內(nèi)容：

（1）把支點(diǎn)放在質(zhì)地均勻的杠桿中間，在沒有掛鉤碼時(shí)杠桿的平衡位置如圖1所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端螺母向右 邊旋一些（選填“左”或“右”）；
（2）調(diào)好后，第一組同學(xué)按圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，第二組同學(xué)按圖3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為第二組實(shí)驗(yàn)更好，理由是便于測(cè)量力臂；
（3）同學(xué)們多次實(shí)驗(yàn)，得出下表數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件是：F₁l₁=F₂l₂ （用字母表示）；表格中所缺的數(shù)據(jù)F₂為6N．

次數(shù)	動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂l1/m	阻力F2/N	阻力臂l2/m
1	0.5	0.1	1	0.05
2	1.5	0.2	3	0.1
3	2.0	0.3		0.1

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂；杠桿左端低右端高，說明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響；
（2）探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力的方向與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來；
（3）先將數(shù)據(jù)中的各自的力與力臂相乘，然后分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出關(guān)系式；根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算出第4次實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)力F₁的大�。�

解答 解：
（1）為使杠桿在水平位置平衡，需要使杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
（2）力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來，因此第二組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與杠桿垂直，便于測(cè)量力臂；
（3）①先將數(shù)據(jù)中的各自的力與力臂相乘，然后分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出關(guān)系式為F₁l₁=F₂l₂（或動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂）；
②第3次實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)₁L₁=F₂L₂，因此F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$=$\frac{2N×0.3m}{0.1m}$=6N．
故答案為：（1）右；（2）二；便于測(cè)量力臂；（3）F₁l₁=F₂l₂；6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿平衡的條件，在實(shí)驗(yàn)時(shí)我們應(yīng)注意：調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便能直接讀出力臂．杠桿平衡的條件就是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．