Question

（共5分）如下圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同的鉤碼若干個。

（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿右端下沉．此時，應把杠桿左端的平衡螺母向     （填“左”或“右”）調節，使杠桿在不掛鉤碼時，達到水平平衡狀態。
（2）杠桿調節平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼杠桿恰
好在原位置平衡。于是小明便根據這次實驗得出了杠桿的平衡條件為F₁l₁= F₂l₂。他這樣
得出的結論是否合理？     ；理由是：                               。
（3）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學利用如圖乙所示裝置進行探究，發現在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于水平平衡時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因可能是：
                             。
（4）如圖丙所示，長1.6m、粗細均勻的金屬桿可以繞O點在豎直平面內自由轉動，一個“拉力──距離傳感器”豎直作用在桿上，并能使桿始終保持水平平衡。該傳感器顯示其拉力F與作用點到O點距離x的變化關系如圖丙中圖像所示。可知該金屬桿重       N。

Answer 1

（1）左．
（2）不合理，只通過一次測量，數據具有偶然性，不具備普遍性．
（3）杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大．
（4）10.

試題分析：（1）杠桿重心左移，應將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調節，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來．
（2）杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂），只通過一次測量，數據具有偶然性，不具備普遍性．
（3）圖2中，杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大．
故答案為：（1）左、水平、力臂；
（2）動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）、不合理、結論具有偶然性（結論沒有普遍性）；
（3）杠桿自重的影響．
（4）杠桿平衡條件的計算公式是：F₁L₁=F₂L₂；
金屬桿重心在中心上，阻力臂為L₂=0.8m，取圖象上的一點F=20N，L₁=0.4m，
根據杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂
FL₁=GL₂
∴20N×0.4m=G×0.8m
解得：G=10N