Question

4．小强在探究“杠杆的平衡条件”时，经历了如下的实验步骤：
A．调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；
B．在杠杆的两边挂上钩码，并移动悬挂位置，使杠杆重新平衡；
C．改变动力或动力臂的大小，并重新调节，再次使杠杆平衡；
D．如此多次测量，得到多组数据．
（1）小强进行步骤A的调节的目的是使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，同时便于测量力臂；
（2）在步骤C中，当小强改变动力的大小后，为使杠杆重新平衡，接下来的操作步骤是（多选）ABC
A．改变动力臂大小          B．改变阻力大小
C．改变阻力臂大小          D．调节平衡螺母
（3）实验获得的数据如表：

实验次数	动力/N	动力臂/cm	阻力/N	阻力臂/cm
1	4	5	2	10
2	1.5	10	3	5
3	2	15	3	10
4	l	20	1	20

分析上表，杠杆平衡条件可表示为：F₁L₁=F₂L₂．
（4）当小强进一步做如图所示的实验时，发现不再满足（3）中得到的规律，请你对此作出评析：由于动力的方向没有与杆垂直，因此此时的力臂不再等于OA长；．
（5）用弹簧测力计取代一侧的钩码进行探究活动的最终目的是B
A．便于提供不同方向的拉力      B．便于正确认识力臂
C．便于直接读出拉力的大小      D．便于测量力臂的大小．

Answer 1

分析 （1）杠杆在水平位置平衡后，重力的方向跟杠杆垂直，支点到力的作用点的距离就是力臂，同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡．
（2）杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂．改变动力后，要使杠杆仍在水平位置平衡，动力臂、阻力、阻力臂，都可以改变．
（3）根据表中数据总结结论．
（4）杠杆受到的力不再竖直方向时，力臂不等于杆长．
（5）根据杠杆平衡的条件分析解答．

解答 解：（1）a、为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，这时杠杆重力的力臂为零，同时可从杠杆上直接读取力臂的大小，实验时应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）在步骤C中，当小强改变动力的大小后，为使杠杆重新平衡，接下来的操作步骤是：调节动力臂大小或调节阻力大小或条件阻力臂的大小，使杠杆重新在水平位置平衡．
（3）分析表中的实验数据，发现动力×动力臂=阻力×阻力臂，用F₁、F₂、L₁和L₂分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆平衡条件可表示为：F₁L₁=F₂L₂．
（4）如图，当小强将弹簧测力计斜向左拉时，拉力的力臂不再等于杆OA长，而是OC长，所以再将OA作为力臂时是错误的．
（5）从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识．
故答案为：水平；
（1）使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，同时便于测量力臂；
（2）ABC； 
（3）F₁L₁=F₂L₂；
（4）由于动力的方向没有与杆垂直，因此此时的力臂不再等于OA长；
（5）B．

点评 本题主要考查对“探究杠杆平衡条件”的实验内容的了解．合理运用杠杆平衡条件进行分析，同时明确拉力倾斜时力臂会变小，这也是我们在实验中应该注意的细节．