Question

【題目】某物理興趣小組的同學利用如圖所示的裝置探究杠桿的平衡條件：

(1)為減小杠桿自身重力對實驗造成的影響，應使支點處于杠桿________；

(2)若杠桿每小格代表10 cm，每個鉤碼的質量為100 g，改變動力和阻力的位置并調節鉤碼的數量，得到下表所示數據，根據表格數據可得到杠桿的平衡條件是_____（用物理量的符號表示）。第①次實驗杠桿平衡后，小亮將杠桿兩端下方所掛鉤碼同時向支點O靠近1格，則杠桿將______（選填“能”或“不能”）在水平位置重新平衡；

	動力F1/N	動力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
①	3	40	2	60
②	2	50	5	20
③	4	30	3	40

(3)如圖甲所示，小亮保持B點處鉤碼數量不變，若在A點或C點使用彈簧測力計拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡，為使彈簧測力計的示數最小，應將彈簧測力計掛在________點，且拉力的方向為________；

(4)某同學在探究后分析得到F1＋l1=F2＋l2的錯誤結論，請你說出一個快速證明該結論錯誤的操作方法： _____________；

(5)另一同學利用如圖乙所示的裝置進行實驗，測出的數據如下表所示。分析數據發現不符合杠桿平衡條件，出現此問題的原因是__________________。

動力F1/N	動力臂l1/m	阻力F2/N	阻力臂l2/m
5	0.3	6	0.2

Answer 1

【答案】中點 F1l1=F2l2 不能 A 豎直向上 不改變杠桿兩端鉤碼的重量，只將兩側鉤碼分別遠離（靠近）支點1格（或相同的格數），觀察杠桿的平衡情況 彈簧測力計沒有豎直向下拉（或動力臂不等于0.3 m）

【解析】

(1)為減小杠桿自身重力對實驗造成影響，應使支點處于杠桿中點；(2)根據數據表格可得出杠桿平衡條件為F1l1=F2l2；將第①次杠桿平衡時的位置同時靠近支點1格，則此時動力和阻力不變，分別為3 N和2 N；動力臂為40 cm－10 cm=30 cm，阻力臂為60 cm－10 cm=50 cm；此時動力與動力臂的乘積3 N×30 cm小于阻力與阻力臂的乘積2 N×50 cm，故杠桿不能重新平衡；(3)要使杠桿平衡且彈簧測力計示數最小，應使彈簧測力計拉力的力臂最大，因為OA>OC，所以要使杠桿平衡且彈簧測力計示數最小，應使彈簧測力計掛在A點且豎直向上拉；(4)要想證明F1＋l1=F2＋l2的結論是否錯誤，最快的方法是不改變杠桿兩端鉤碼的質量，只將兩側鉤碼分別遠離（靠近）支點1格（或相同的格數），觀察杠桿的平衡情況，若杠桿在水平位置不平衡，則結論錯誤；(5)圖乙中彈簧測力計沒有豎直向下拉，此時動力臂小于0.3 m，而該同學誤認為此時動力臂仍等于0.3 m，所以該數據不符合杠桿平衡條件。