Question

如图1所示，某小组研究“杠杆的平衡条件”，器材：有刻度的杠杆、若干个相同的钩码、弹簧测力计等，O为杠杆的支点．

（1）实验前，应先调节杠杆在      位置平衡．这样做，除了可以消除自身的重力影响，还可以方便地测量或读出      ．调节时，如发现杠杆左端偏高，应如何操作：      ．

（2）某实验小组记录两组数据如下：

实验序号	动力F1/N	动力臂l1/cm	阻力F	2/N	阻力臂l2/cm
1	2	20	1	10
2	1	8	2	4

根据分析，这组数据中，实验序号为      （选填：“1”或“2”）的一组肯定有错误．检查发现是测量动力臂时读错了，动力臂的实际值比记录值      （选填：大或小）．

（3）如图2所示，弹簧测力计在C处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆，仍使杠杆在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数将      （选填：变大、变小或保持不变），其原因是      ．

（4）某次实验中，若采取如图3所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置保持平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式，这主要是以下哪种原因      （选填字母）．

A．一个人无法独立操作     B．需要使用太多的钩码

C．力臂与杠杆不重合       D．力和力臂数目过多

（5）如图4所示，实验小组选用长1.6m、粗细均匀的一只金属杆，绕O点在竖直平面内自由转动，同时将一个“拉力﹣﹣位移传感器”竖直作用在杆上，并使杠杆在水平位置始终保持平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图5所示．由图可知金属杆重      N．

Answer

（1）水平；力臂；将平衡螺母向左调；

（2）1；小；

（3）变大；该力的力臂变小了；

（4）D；

（5）10．

【解析】【解析】
（1）因为杠杆的重力对杠杆平衡产生的影响，实验前，应首先进行杠杆平衡调节．当杠杆处于水平平衡时，作用在杠杆上的动力和阻力﹣﹣钩码的重力﹣﹣的方向恰好与杠杆垂直，这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出．因此，调节杠杆的水平平衡是为了便于测量力臂的大小．

如发现杠杆左端偏高，说明杠杆重心位置偏右，向左调节杠杆左侧平衡螺母或向左调节杠杆右侧平衡螺母．

（2）分析表中数据：实验序号1中，F1L1=2N×20cm=40N•cm；而F2L2=1N×10cm=10N•cm，∴F1L1≠F2L2，

因杠杆平衡，该组乘积不相等说明数据有错误．

实验序号2中，F1L1=1N×8cm=8N•cm，而F2L2=2N×4cm=8N•cm，则F1L1=F2L2，

因杠杆平衡，该组乘积相等说明数据正确．

由F1L实=F2L2得：L实===5cm＜10cm；

即：动力臂的实际值比表中的记录值小．

（3）弹簧测力计竖直拉和向右倾斜拉动杠杆在水平位置平衡，阻力和阻力臂不变，弹簧测力计向右倾斜拉动杠杆时，动力臂变小，根据杠杆平衡条件，动力变大，所以弹簧测力计示数变大．

（4）当杠杆上挂多组钩码时，力和力臂数目增加，虽然也能得出正确的结论，但是使实验复杂化，给实验带来难度．所以选项D正确．

（5）粗细均匀的金属杆长为1.6m，则其重心在0.8m处，此处动力臂等于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，拉力的大小即为金属杆的重，故重力为10N．

故答案为：（1）水平；力臂；将平衡螺母向左调；

（2）1；小；

（3）变大；该力的力臂变小了；

（4）D；

（5）10．

考点：探究杠杆的平衡条件实验．

专题：实验题；比较思想；实验分析法；图析法；探究型实验综合题．

分析：（1）为了避免杠杆重力对杠杆平衡产生的影响和便于测量力臂，实验前，应首先进行杠杆平衡调节，根据杠杆的平衡条件，杠杆左、右两端的螺母（或一端的螺母）向杠杆上翘的一端调节．

（2）利用题中表格中的已知数据分别计算F1L1与F2L2的值，进行比较，因杠杆是平衡的，若F1L1≠F2L2说明有错误．

（3）杠杆在水平位置平衡，阻力、阻力臂不变，动力臂变小，动力变大．

（4）当杠杆上挂多组钩码时，力和力臂数目增加，使实验复杂化，给实验带来难度．

（5）解决图表类的题目要充分利用表中数据，此题，杠杆是粗细均匀的一只金属杆，重心在杠杆的中点，当x为0.8m时，动力臂等于阻力臂，所以拉力等于杠杆的重力．