Question

某小组在探究“杠杆的平衡条件”的实验：

(1)实验过程中将杠杆调节到水平位置平衡，这样做的目的是_____； 若杠杆右端低左端高，为使其在水平位置上静止，应将右端的平衡螺母向____调节；

(2)若每个钩码重 1N，且杠杆上每格相等。如图所示，小王在杠杆上 A 点挂 3 个钩码，为使杠杆在水平位置平衡，他想到以下方案：第一种：在O 点右侧 3 格处的 B 点悬挂    _______个钩码；当杠杆平衡后， 将 A、B 两点下方所挂的钩码同时向靠近支点O 的方向移动一格，则杠杆的_____（选填“左”或“右”）端 将下沉；第二种：在 O 点右侧 4 格处 C 点用弹簧测力计向下拉杠杆，当测力计从 a 位置转动到 b 位置时其示数变大，原因是拉力的力臂_________（选填“变大”﹑ “变小”或“不变”）；第三种：在 O点左侧 1 格处的D点用弹簧测力计_____（选填“竖直向上”或“竖直向下”）拉杠杆，其测力计示数为 6N；

(3)实验中小王多次改变钩码个数及力臂获得多组数据，得出了杠杆的平衡条件。以下三个实验也测了多组数据，与本实验目的相同的是_____（选填序号）；

①探究“动能大小与什么因素有关”；②测量某个物体长度；③测量未知液体的密度。

(4)实验结束后，小王提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？” 于是他将支点调整在如图丁所示位置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与之前得出的杠杆平衡条件不相符，原因可能是：_____。

Answer

便于测量力臂大小 左 2 右 变小 竖直向上 ① 杠杆自身重力对实验结论有影响

【解析】

(1)[1] 杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。

[2]杠杆右端低左端高，应将右端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。

(2)[3]设杠杆每个格的长度为L ，根据杠杆的平衡条件：

3N×2L=FB×3L

解得FB=2N，需挂2个钩码。

[4]若两边的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧3N×1L，右侧2N×2L，因为

3N×1L <2N×2L

所以杠杆右端会下沉。

[5]当测力计从 a 位置转动到 b 位置时其示数变大，拉力的力臂变小，根据杠杆的平衡条件，则拉力变大，即测力计示数变大。

[6]在 O点左侧 1 格处的D点用弹簧测力计拉杠杆，此时，支点在一侧，杠杆平衡时，两个力的方向相反，根据杠杆的平衡条件，

FA×2L=FD×1L

即

3N×2L=6N×1L

故竖直向上拉杠杆，测力计示数为 6N。

(3)[7] 实验中小王多次改变钩码个数及力臂获得多组数据，目的是通过多次测量，寻找普遍规律，避免实验的偶然性；①探究“动能大小与什么因素有关”的实验中多次测量的目的也是寻找普遍规律；②测量某个物体长度中多次测量的目的是减小误差；③测量未知液体的密度中多次测量的目的也是减小误差，故相同的是①。

(4)[8]图丁中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。