Question

2．在探究“杠桿的平衡條件”實驗中：
（1）所用的器材有帶有刻度的杠桿、鐵架臺、鉤碼、線（彈簧夾）和彈簧測力計等．
（2）首先，將杠桿的中點支在支架上，在調(diào)節(jié)杠桿平衡時，發(fā)現(xiàn)杠桿如圖1位置靜止，此時杠桿處于（選填“處于”或“不處于”）平衡狀態(tài)，此時還應調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母，使它向右端旋動，使杠桿在水平位置平衡，這樣的目的是便于直接在杠桿上讀出力臂的大�。�
（3）操作時，把鉤碼分別掛在杠桿的兩側(cè)，改變鉤碼的個數(shù)或在杠桿上的位置，使杠桿重新恢復水平平衡．如圖2所示杠桿的a處已掛著2個0.5N的鉤碼，要使杠桿平衡，則應在杠桿的b處掛上4個0.5N的鉤碼；實驗中需要測定的物理量為動力、動力臂、阻力、阻力臂．
（4）實驗中某同學得到的三組數(shù)據(jù)如表所示．這三組數(shù)據(jù)中可以肯定序號為2的一組有錯誤．如果他的操作沒有錯，鉤碼的重力及力臂值也沒有錯，那么產(chǎn)生此組數(shù)據(jù)錯誤的原因是動力與阻力的大小記反了（或動力臂與阻力臂的大小記反了）．（寫出一種即可）

實驗序號	動力F1（牛）	動力臂L1（米）	阻力F2（牛）	阻力臂L2（米）
1	1	0.08	2	0.04
2	2	0.20	1	0.10
3	4	0.10	2	0.20

（5）糾正錯誤后可以歸納出杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂（用文字表達）．

Answer 1

分析 （1）探究杠桿平衡的條件時，要利用彈簧測力計測量力的大�。�
（2）若杠桿處于靜止狀態(tài)，則杠桿處于平衡狀態(tài)；
杠桿右端偏高，說明杠桿的重心在支點左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應使杠桿重心右移，杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上便于測量力臂大小；
（3）實驗過程中，不再使用平衡螺母調(diào)節(jié)杠桿平衡，而是通過改變力的大小和力臂的大小實現(xiàn)的；
根據(jù)杠桿平衡的條件F₁L₁=F₂L₂，可解此題；
根據(jù)杠桿平衡原理，實驗中需要測定的物理量F₁、F₂、L₁ 和L₂；
（4）杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂；根據(jù)表格中的已知數(shù)據(jù)分別計算出力和力臂的乘積，比較便可得出結(jié)論；
（5）杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，是我們通過實驗得出的正確結(jié)論．

解答 解：
（1）實驗時要用彈簧測力計測量力的大小，實驗時要使用彈簧測力計；
（2）因為此時杠桿處于靜止狀態(tài)，所以杠桿處于平衡狀態(tài)；
由圖可知，杠桿右端偏高，可將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；
杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上便于測量力臂大小；
（3）進行探究時，不能調(diào)節(jié)平衡螺母，只能通過增減鉤碼個數(shù)改變拉力大小，或者通過調(diào)節(jié)鉤碼在杠桿上的位置調(diào)節(jié)力臂大小，使杠桿重新平衡；
由圖可知，左端碼重F₁=2×0.5N=1N，設(shè)一個格的長度為L，根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，L₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{1N×2L}{2N}$=L，應在杠桿的b處掛上4個0.5N的鉤；
實驗中需要測定的物理量為：動力、動力臂、阻力、阻力臂；
（4）因為表格中第2次實驗F₁L₁=2N×0.2m=0.4N•m；而F₂L₂=1N×0.1m=0.1N•m，所以F₁L₁≠F₂L₂，故2次實驗數(shù)據(jù)誤；
因為鉤碼的重力及力臂值沒有錯，那么產(chǎn)生此組數(shù)據(jù)錯誤的原因可能是 動力與阻力的大小記反了（或動力臂與阻力臂的大小記反了）；
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂．
故答案為：（1）彈簧測力計；（2）處于；右；水平；便于直接在杠桿上讀出力臂的大�。唬�3）個數(shù)； 位置；b；動力；動力臂；阻力； 阻力臂；
（4）2； 動力與阻力的大小記反了（或動力臂與阻力臂的大小記反了）；（5）動力×動力臂=阻力×阻力臂．

點評 此題是探究杠桿平衡條件的實驗，在此實驗中要知道使杠桿在水平位置平衡為了便于測量力臂．為使實驗結(jié)論具有普遍性的規(guī)律，需要多測幾組數(shù)據(jù)．并且考查了杠桿的平衡條件，F(xiàn)₁L₁=F₂L₂．