11.（8分）在探究“杠杆平衡的条件”的实验中，所用的实验器材有：杠杆（每小格均为10 cm）、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1 N的钩码。

（1）杠杆调节好后，进行了三次实验，实验情景如图甲、乙、丙所示。两边钩码对杆的拉力分别为动力$F_1$和阻力$F_2$，对应的力臂为$l_1$和$l_2$，由此可得杠杆的平衡条件为（填表达式）。
（2）将如图丙所示杠杆两边的钩码各撤掉1个，则杠杆（选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）。
（3）如图丁所示，用细绳竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，则拉力$F$为N；保持杠杆平衡，将细绳转到虚线位置时，拉力$F$将（选填“变大”“变小”或“不变”）。

(1)$F_1l_1=F_2l_2$
(2)左端下沉
(3)1 变大

【分析】
探究杠杆平衡条件时，需通过多次实验计算动力×动力臂与阻力×阻力臂的关系，总结平衡条件；判断杠杆是否平衡，需比较两边力与力臂的乘积，乘积大的一侧下沉；计算拉力时利用杠杆平衡条件，拉力方向改变会影响力臂，进而影响拉力大小。
【解析】
（1）分析甲、乙、丙三次实验，每次实验中动力×动力臂与阻力×阻力臂的数值均相等，因此杠杆的平衡条件为：$F_1l_1=F_2l_2$。
（2）丙图中，撤掉钩码前，左边力为$3N$，力臂为$4$格；右边力为$2N$，力臂为$6$格。各撤掉$1$个钩码后，左边力变为$2N$，力臂仍为$4$格，乘积为$2N×4=8N·格$；右边力变为$1N$，力臂仍为$6$格，乘积为$1N×6=6N·格$。因左边乘积更大，故杠杆左端下沉。
（3）丁图中，左边钩码总重$2N$，力臂为$3$格；拉力$F$的力臂为$2$格，根据杠杆平衡条件：$F×2=2N×3$，解得$F=1N$。当细绳转到虚线位置时，拉力的力臂变小，阻力和阻力臂不变，由$F_1l_1=F_2l_2$可知，拉力$F$变大。
【答案】
(1)$F_1l_1=F_2l_2$；(2)左端下沉；(3)1；变大
【知识点】
杠杆平衡条件，力臂，杠杆动态平衡
【点评】
本题围绕探究杠杆平衡条件的实验展开，重点考查对平衡条件的应用，包括杠杆平衡判断、拉力计算及动态分析，需准确判断力臂，属于基础实验题。
【难度系数】
0.6

12.(4分)一个儿童在冰面上玩耍时,不慎落水中。如果你是专业救援人员,在没有任何工具的情况下,应怎样避免压破冰层靠近儿童?请写出你的办法和理由。

爬行救援,这样对冰面的压力不变,受力面积增大,减小对冰面的压强,在靠近儿童时可避免压破冰层。

【分析】
要解决这个问题，需运用压强的相关知识：压强公式为$p=\frac{F}{S}$，当压力$F$一定时，增大受力面积$S$可减小压强。救援人员对冰面的压力等于自身重力，无法随意改变，因此需通过增大与冰面的受力面积来减小压强，避免压破冰层，安全靠近儿童。
【解析】
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，救援人员自身重力不变，对冰面的压力$F$等于重力，无法减小压力。此时要减小对冰面的压强，需增大受力面积：站立时受力面积仅为双脚与冰面的接触面积，而爬行时身体与冰面的接触面积远大于站立时，能有效增大受力面积，从而减小对冰面的压强，避免压破冰层，实现安全靠近儿童。
【答案】
爬行救援，这样对冰面的压力不变，受力面积增大，减小对冰面的压强，在靠近儿童时可避免压破冰层。
【知识点】
压强、减小压强的方法
【点评】
本题结合实际救援场景考查压强知识的应用，体现了物理与生活的紧密联系，需要学生将物理原理转化为实际解决问题的方法。
【难度系数】
0.5