Question

10．在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)記錄了三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)次序	動力F1/N	動力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
1	1.0	20	2.0	10
2	2.0	5	1.0	10
3	2.0	15	2.0	10
4	3.0	10	2.0	15

（1）這四次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中有一次是錯(cuò)誤的，記錄錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)次數(shù)是3，由正確實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得杠桿的平衡條件是F₁L₁=F₂L₂．
（2）如圖1所示，當(dāng)在A處掛了三個(gè)鉤碼時(shí)，要使杠桿平衡，應(yīng)在C處掛4個(gè)鉤碼（每個(gè)鈞碼的質(zhì)量相等）．

（3）若某次實(shí)驗(yàn)中用彈簧測力計(jì)豎直向上拉杠桿一端的A點(diǎn)，如圖2所示，杠桿平衡時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F_a；若在A點(diǎn)斜向上拉，杠桿要求在水平位置再次平衡時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F_b，則F_a小于 （填“大于”“小于”或“等于”）F_b．
（4）在開始實(shí)驗(yàn)前先要調(diào)整杠桿在水平位置平衡，其目的是方便測量力臂．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，他們提出新的探究問題“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學(xué)利用如圖3所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用彈簧測力計(jì)在左端不同位置豎直向上拉，且使處在如圖3所示位置靜止，測出拉力大小都與平衡條件不相符，其原因是杠桿自重的影響．

Answer 1

分析 （1）將表格中的已知數(shù)據(jù)代入F₁L₁=F₂L₂中進(jìn)行計(jì)算即可得到答案；根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件；
（2）根據(jù)杠桿平衡的條件即可求出；
（3）杠桿在水平位置平衡，阻力、阻力臂不變，彈簧測力計(jì)傾斜拉動杠桿時(shí)，動力臂變小，動力變大；
（4）探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
（5）圖3實(shí)驗(yàn)中支點(diǎn)位于動力和阻力的右側(cè)，彈簧測力計(jì)不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響．

解答 解：
（1）杠桿平衡的條件：F₁L₁=F₂L₂；因?yàn)楸砀裰械?次實(shí)驗(yàn)F₁L₁=2N×15=30N•cm，而F₂L₂=2N×10cm=20N•cm，所以F₁L₁≠F₂L₂，故第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤；
（2）設(shè)一格為L，一個(gè)鉤碼重G，則有3G×4L=nG×3L，n=4，故應(yīng)在C處掛4個(gè)鉤碼；
（3）杠桿平衡時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F_a，若在A點(diǎn)斜向上拉，杠桿要求在水平位置再次平衡時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F_b，杠桿在水平位置平衡，阻力、阻力臂不變，彈簧測力計(jì)傾斜拉動杠桿時(shí)，動力臂變小，動力變大．所以則F_a小于F_b；
（4）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；
（5）圖3實(shí)驗(yàn)中，杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來的數(shù)值偏大．
故答案為：（1）3；F₁L₁=F₂L₂；（2）4；（3）小于；（4）方便測量力臂；（5）杠桿自重的影響．

點(diǎn)評 （1）杠桿平衡條件應(yīng)用比較廣泛，利用杠桿平衡條件可以判斷杠桿是否平衡、力臂大小、力的大小等；
（2）杠桿在水平位置平衡，力豎直作用在杠桿時(shí)，力臂在杠桿上，當(dāng)力傾斜作用在杠桿上，力臂變小，力變大，這個(gè)知識點(diǎn)經(jīng)常考查，一定要掌握．