1[2025江苏常州调研,中]同学们做“探究杠杆平衡条件”的实验(每个钩码都完全相同)。

(1)调节杠杆水平平衡后,第一组同学按图甲进行实验,第二组同学按图乙进行实验,你认为第(填“一”或“二”)组实验更方便,理由是。
(2)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡。此时,在B点下方加挂一个钩码,若仍要保持杠杆在水平位置平衡,则可以将A点的两个钩码向(填“左”或“右”)移动格。
(3)将图丙中A点的钩码取下,得到如图丁所示的装置。若仍要保持杠杆在水平位置平衡,可以用弹簧测力计在图丁中的(填“A”或“C”)点对杠杆施加一个竖直向上的力。
(4)调节杠杆水平平衡后,在不同的位置挂不同数量的钩码,使杠杆重新水平平衡,得到了下表中的实验数据,分析发现表格设计存在缺陷,请指出:。

表格改正后,根据实验数据可得出杠杆的平衡条件为。

(1)一 便于测量力臂
(2)右 1
(3)C
(4)物理量没加单位 动力×动力臂=阻力×阻力臂(或$F_1l_1=F_2l_2$)
【解析】(1)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡,且力的方向与杠杆垂直时,力臂可以直接从杠杆上读出来,因此第一组实验更方便。(2)假设每个钩码重为G,杠杆上每个小格长为L,若在B点下方加挂一个钩码,则左侧钩码对杠杆的力与力臂的乘积变为4G×2L=8GL,A点挂两个钩码,即总重力为2G,为使杠杆仍然在水平位置平衡,则右侧钩码对杠杆的力与力臂的乘积应变为2G×nL=8GL,解得n=4,所以应向右移动1格。(3)若将图丙中A点的钩码取下,B点下方挂着的钩码会使杠杆逆时针转动,若仍要保持杠杆在水平位置平衡,可以用弹簧测力计在图丁中的C点对杠杆施加一个竖直向上的力。(4)表格设计存在的缺陷:物理量没加单位。根据实验数据可知,每次实验中动力与动力臂的乘积和对应的阻力与阻力臂的乘积都相等,由此可得出杠杆的平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂(或$F_1l_1=F_2l_2$)。

2[2026江苏盐城期中,偏难]同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”,如图甲。一端蜡油滴下时,此端就上升,两端交替上下。为了寻找上述现象的原因,同学们用铁
架台、杠杆(已在水平位置平衡)、质量相等的钩码等器材进行以下探究。

甲 乙 丙
(1)图乙中杠杆水平平衡,分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置,发现杠杆不再平衡。
小华认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离;
小明认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确,同学们利用图丙中水平平衡的杠杆(OD＞OA=OC)进行实验,保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
①把A处悬挂的钩码改挂在C处,发现杠杆不再水平平衡。与A处相比,支点到力的作用点的距离(填“变小”“不变”或“变大”)。
②把A处悬挂的钩码改挂在D处,发现杠杆仍保持水平平衡,这两种情况下的距离不变。
③由此初步判断的观点是正确的。
(2)明确影响因素后,同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件,将实验数据记录在设计的表格中。

次数 动力$F_1$/N $a$ 阻力$F_2$/N $b$
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
①表格中$a$处应填写的内容是;
②由上述探究可知,图乙中每次用钩码的重力充当动力和阻力,并让杠杆在水平位置平衡,是因为此时支点到力的作用点的距离和支点到力的作用线的距离恰好相等,方便从杠杆上;
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,杠杆端上翘。
(3)交替上下的蜡烛“跷跷板”,一端蜡油滴下时,此端上升,原因是。

(1)①不变 ②支点到力的作用线 ③小明
(2)①动力臂$l_1$/cm ②测量力臂 ③右
(3)蜡油滴下时,此端蜡烛的重力变小,导致此端的力和力臂的乘积变小(合理即可)
【解析】(1)①由题意知,OD＞OA=OC,当把A处悬挂的钩码改挂在C处时,支点到力的作用点的距离不变,但杠杆不再水平平衡;②把A处悬挂的钩码改挂在D处,支点到力的作用线的距离相同,发现杠杆仍保持水平平衡;③由①②可知影响杠杆平衡的因素是支点到力的作用线的距离,故小明的观点是正确的。
(2)①由杠杆平衡条件可知,还需要测量力臂,根据a列和b列数据结合经验可知,a处应填:动力臂$l_1$/cm,b处应填:阻力臂$l_2$/cm;②让杠杆在水平位置平衡,是因为此时支点到力的作用点的距离和支点到力的作用线的距离恰好相等,方便从杠杆上测量力臂;③设一个钩码的重力为G,杠杆上每一小格的长度为L,则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,此时左侧:2G×2L=4GL,右侧:3G×L=3GL,因左侧力和力臂的乘积较大,故杠杆左端下沉,右端上翘。(3)当一端蜡油滴下时,此端蜡烛的重力变小,导致此端蜡烛的重力和力臂的乘积变小,另一端蜡烛的重力和力臂均不变,所以滴下蜡油的一端上升。