Question

在探究杠桿平衡條件的過(guò)程中，我們把支點(diǎn)放在質(zhì)地均勻的杠桿中間，這樣做的目的是

 

；實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，并使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是

 

；同學(xué)們通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，得出以下數(shù)據(jù)，分析得出杠桿平衡條件是

 

；請(qǐng)你應(yīng)用杠桿平衡條件，把表格中的數(shù)據(jù)填寫完整．

物理量 次數(shù)	1	2	3	4
L1/m	0.1	0.15	0.2	0.2
F1/N	0.5	0.5	1.5
L2/m	0.05	0.05	0.1	0.1
F2/N	1	1.5	3	4

小光同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，在杠桿上掛了如圖所示的兩組鉤碼．若在不加減鉤碼的前提條件下，把左端的兩個(gè)鉤碼向右移動(dòng)

 

個(gè)格，可使杠桿平衡；若在不移動(dòng)鉤碼位置的前提條件下，采用兩端同時(shí)減掉

 

的方法，也可使杠桿平衡（杠桿上相鄰刻線之間的距離相等，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量都相同）．

Answer 1

分析：（1）①探究杠桿平衡條件時(shí)，杠桿的重心在支點(diǎn)上，目的是為了使杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響；
②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(lái)；
③杠桿的平衡條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
④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�。�
（2）杠桿處于不平衡狀態(tài)，通過(guò)移動(dòng)和增減鉤碼，使杠桿重新達(dá)到平衡，滿足杠桿的平衡條件．

解答：解：（1）①杠桿重心在其支點(diǎn)處，杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
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(lái)；
③分析數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
④第4次實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)₁L₁=F₂L₂=4N×0.1m=0.4N?m，F(xiàn)₁=

F2L2

L1

=

0.4N?m

0.2m

=2N．
（2）假設(shè)每個(gè)鉤碼重1N，每小格為5cm，
①杠桿左端：在距支點(diǎn)4個(gè)小格處掛2個(gè)鉤碼，F(xiàn)₁=2N，L₁=5cm×4=20cm，則F₁L₁=2N×20cm=40N?cm；
杠桿右端：在距支點(diǎn)2個(gè)小格處掛3個(gè)鉤碼，F(xiàn)₂=3N，L₂=5cm×2=10cm，則F₂L₂=3N×10cm=30N?cm；
∴杠桿不平衡，右端不變的情況下，左端鉤碼向右移動(dòng)1個(gè)格，此時(shí)L₁=5cm×3=15cm，這樣就滿足F₁L₁=F₂L₂，杠桿就平衡了．
②不移動(dòng)鉤碼，就是不改變力臂，兩邊同時(shí)減掉1個(gè)鉤碼時(shí)，
杠桿左端：F₁=1N，L₁=5cm×4=20cm，則F₁L₁=1N×20cm=20N?cm；
杠桿右端：F₂=2N，L₂=5cm×2=10cm，則F₂L₂=2N×10cm=20N?cm；
滿足F₁L₁=F₂L₂，杠桿就平衡了．
故答案為：避免杠桿自身重力對(duì)杠桿平衡的影響、便于測(cè)量力臂、動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）、2（表格中的數(shù)據(jù)）、1、1個(gè)鉤碼．

點(diǎn)評(píng)：本題的易錯(cuò)點(diǎn)在“使杠桿平衡的方法”上，通過(guò)調(diào)節(jié)力或者力臂的大小，使杠桿再次平衡，滿足杠桿的平衡條件．