Question

7．小明和小紅一起做探究杠桿平衡條件的實驗：

（1）實驗前，將杠桿的中點置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時發(fā)現(xiàn)杠桿停在如圖甲所示的位置．小明將左端的平衡螺母向右端，小紅認(rèn)為也可以將右端的平衡螺母向右調(diào)（選填“右”或“左”），使杠桿在水平位置平衡．
（2）在杠桿的兩端加掛鉤碼，并移動鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，如圖乙所示，并測出力臂，多次實驗并把數(shù)據(jù)記錄在表格中．

次數(shù)	F1/N	L1/cm	F2/N	L2/N
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	3	15	3	10

實驗時杠桿在水平位置平衡的目的是：便于測量力臂．
（3）小紅將圖乙中杠桿兩側(cè)的鉤碼各取下一個，杠桿會左側(cè)下降（選填“右側(cè)下降”或“左側(cè)下降”）．
（4）小明想用杠桿測出一物體的重（約為10N），他添加了一個彈簧測力計（0∽5N）做了以下的實驗：
①簡述主要測量步驟
實驗步驟：a．把被測物體掛在杠桿右側(cè)A處（如圖丙所示）．
b．用彈簧測力計在杠桿右側(cè)大于2倍OA的B處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，讀出拉力F．
c．分別用刻度尺測出OA、OB的長L₁、L₂．
②物體重力的計算表達(dá)式：G=$\frac{F{L}_{2}}{{L}_{1}}$（用測量的物理量符號表示）．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移；
（2）使杠桿在水平位置平衡，此時力與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來．實驗時，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
（3）當(dāng)左右兩側(cè)力與力臂的乘積不相等時，杠桿會轉(zhuǎn)動，直到在新的位置找到平衡；
（4）利用杠桿平衡條件分析．

解答 解：（1）杠桿左端下沉，應(yīng)將杠桿重心向右移，所以應(yīng)將兩端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右調(diào)節(jié)；
（2）力臂等于支點到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，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；
（3）根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得：
杠桿在水平位置平衡時：左邊=3G×2L=6GL；
右邊=2G×3L=6GL；
如果在兩側(cè)鉤碼下再各取下一個相同的鉤碼后：左邊=2G×2L=4GL；
右邊=G×3L=3GL；
杠桿不再水平平衡，左邊會下沉．
（4）①b、把乙物體掛在杠桿右側(cè)A點，用彈簧測力計在杠桿右側(cè)大于2倍OA的B處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，讀出拉力F；
c、分別用刻度尺測出OA、OB的長L₁、L₂；
②根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得，G×L₁=FL₂，故物體重力G=$\frac{F{L}_{2}}{{L}_{1}}$．
故答案為：（1）右；（2）便于測量力臂；（3）左側(cè)下降；（4）①b．右側(cè)大于2倍OA的B處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，讀出拉力F；c．OA、OB的長L₁、L₂；②$\frac{F{L}_{2}}{{L}_{1}}$．

點評 此題是探究杠桿平衡條件的實驗，從杠桿的調(diào)平、實驗的操作、數(shù)據(jù)的分析、結(jié)論的得出等方面進(jìn)行了考查．