Question

小華、小明兩位同學通過實驗探究杠桿平衡的條件，所用實驗器材有杠桿、彈簧測力計、鉤碼和支架等．他們分別在已調水平平衡的杠桿上施加動力F₁、阻力F₂并使杠桿在水平位置平衡，記錄動力臂l₁及阻力臂l₂，小華、小明的操作情況分別如圖（a）、（b）所示，表一、表二為他們記錄的實驗數據．
表一：小華同學

實驗序號	F1（牛）	l1（厘米）	F2（牛）	l2（厘米）
1	1	8	8	1
2	3	6	6	3
3	2	8	8	2

表二：小明同學

實驗序號	F1（牛）	l1（厘米）	F2（牛）	l2（厘米）
4	1	8	4	2
5	2	8	4	4
6	4	5	2	10

分析比較實驗序號1、2與3的數據及相關條件，小華得出結論：杠桿平衡的條件是F₁+l₁=F₂+l₂．
（1）請判斷：小華的結論是

錯誤

的（選填“正確”或“錯誤”），依據是：

不同的物理量不能相加

（2）分析比較實驗序號1、2與3的數據及相關條件，小華又得出結論：杠桿平衡的條件是“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”，從實驗的角度分析，小華的問題是：

動力和阻力的方向始終與杠桿垂直

；請你提出實驗的改進措施，幫助小華得出正確的結論．你的措施是

去掉一側的鉤碼，改用彈簧測力計沿不同方向拉．

（3）改進實驗后，進一步綜合分析比較表一和表二中的數據及相關條件，可歸納得出結論：杠桿平衡的條件是

F₁L₁=F₂L₂

．

Answer 1

分析：（1）不同的物理量之間可以乘除，不能加減．
（2）杠桿在水平位置平衡，動力和阻力方向始終與杠桿垂直，實驗不具有普遍性．
去掉一側的鉤碼，用彈簧測力計沿不同方向作用在杠桿上，進行探究．
（3）杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂．

解答：解：（1）動力是力，動力臂是長度，兩個物理量不同，不能相加，所以小華的實驗結論是錯誤的．
（2）杠桿在水平位置平衡，并且動力和阻力垂直作用在杠桿上，此時動力臂和阻力臂都在杠桿上，“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”成立．當動力和阻力不垂直作用在杠桿上，動力臂和阻力臂小于支點和作用點之間的距離，“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”不成立，為了使實驗具有普遍性，把實驗進行改進：去掉一側的鉤碼，改用彈簧測力計沿不同方向拉．
（3）改進實驗后，進一步綜合分析比較表一和表二中的數據及相關條件，可歸納得出結論：杠桿平衡的條件是F₁L₁=F₂L₂．
故答案為：（1）錯誤；不同的物理量不能相加；
（2）動力和阻力的方向始終與杠桿垂直；去掉一側的鉤碼，改用彈簧測力計沿不同方向拉；
（3）F₁L₁=F₂L₂．

點評：當杠桿在水平位置平衡，并且力垂直作用在杠桿上，力臂等于支點和作用點之間的距離；當杠桿在水平位置平衡，力傾斜拉動杠桿時，力臂小于支點到作用點的距離．