Question

5．探究杠桿的平衡條件．
【提出問(wèn)題】如圖甲所示，是一種常見的桿秤，此時(shí)處于水平位置平衡．
發(fā)現(xiàn)一：小明在左側(cè)掛鉤上增加物體，可觀察到提鈕左側(cè)下沉．他認(rèn)為改變杠桿的平衡狀態(tài)，可以通過(guò)改變作用在杠桿上力的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)；
發(fā)現(xiàn)二：接著小明移動(dòng)秤砣使其恢復(fù)水平位置平衡．說(shuō)明通過(guò)改變力臂的長(zhǎng)短也可以改變杠桿的平衡．
那么，杠桿在什么條件下才能平衡呢？
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】
（1）實(shí)驗(yàn)前，杠桿處于如圖乙所示的狀態(tài)．實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先應(yīng)向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
（2）在杠桿兩端加鉤碼時(shí)，并移動(dòng)鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，如圖丙所示，并測(cè)出力臂．多次實(shí)驗(yàn)并把數(shù)據(jù)記錄只表格中．（每個(gè)鉤碼重為0.5N，每小格間的距離是5cm）．多次實(shí)驗(yàn)的目的是：歸納、總結(jié)杠桿平衡的規(guī)律．

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

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．
【拓展】
如圖丁所示，要使杠桿在水平位置平衡，可在B處掛4個(gè)鉤碼．如果在C點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)沿位置1的方向向上拉（圖中未畫出），使杠桿在水平位置平衡．彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N；當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過(guò)程中，杠桿在水平位置始終保持平衡，測(cè)力計(jì)示數(shù)將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 【提出問(wèn)題】根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，改變杠桿所受的力及其力臂，都可以改變作用在杠桿上力和力臂的乘積；
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】實(shí)驗(yàn)中應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，調(diào)節(jié)時(shí)，需將平衡螺母向左端調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)中多次實(shí)驗(yàn)的目的是歸納、總結(jié)杠桿平衡的規(guī)律；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】分析三幅圖中力和對(duì)應(yīng)力臂的關(guān)系，得出杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；
【拓展】根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂可知，要使杠桿在水平位置平衡可在B處掛4個(gè)鉤碼，如果在C點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)沿位置1的方向向上拉，使杠桿在水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過(guò)程中，拉力F的力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂可知，測(cè)力計(jì)示數(shù)將變大．

解答 解：【提出問(wèn)題】
小明在左側(cè)掛鉤上增加物體，改變了杠桿所受的力，改變了杠桿的平衡；
接著小明移動(dòng)秤砣改變秤砣對(duì)桿力的力臂，使其恢復(fù)水平位置平衡，說(shuō)明通過(guò)改變力臂的長(zhǎng)短也可以改變杠桿的平衡；
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】
圖2可知，杠桿的左端上翹，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向左調(diào)節(jié)，使杠桿處于水平位置平衡；
實(shí)驗(yàn)中多次實(shí)驗(yàn)的目的是歸納、總結(jié)杠桿平衡的規(guī)律；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
計(jì)算表格中力和對(duì)應(yīng)力臂的乘積可知，杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；
【拓展】
如圖丁所示，要使杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，1.5N×0.2m=F₂×0.15m，則F₂=2N，所以要使杠桿在水平位置平衡可在B處掛4個(gè)鉤碼；
如果在C點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)沿位置1的方向向上拉，使杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知1.5N×0.2m=F₂×0.1m，則F₂=3N，所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N；
當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由位置1轉(zhuǎn)至位置2的過(guò)程中，拉力F的力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，測(cè)力計(jì)示數(shù)將變大．
故答案為：
【提出問(wèn)題】力的大��；力臂；
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】左；歸納、總結(jié)杠桿平衡的規(guī)律；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；
【拓展】4；3；變大．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)，考查了對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程掌握及對(duì)平衡條件的應(yīng)用，更有利于對(duì)杠桿平衡條件知識(shí)的理解．