活动3：如图11-1-3所示，保持阻力$F_{2}$及左右两力的作用点不变，在杠杆的左边$F_{1}$的位置使用弹簧测力计竖直下拉或斜拉杠杆，都可以使杠杆在水平位置平衡，比较两次测力计的示数是否相等？用刻度尺测量支点到测力计拉力作用点的距离和支点到该力作用线的距离，填入下表。


分析这些数据，你有什么发现？你认为影响杠杆平衡的因素应该是什么？

解：
1. 实验数据（实际测量后填写，示例如下）：
|实验次数|左边|右边|
| ---- | ---- | ---- |
| |动力$F_{1}/N$|支点到力的作用点的距离$l/cm$|支点到力的作用线的距离$l_{1}/cm$|阻力$F_{2}/N$|阻力臂$l_{2}/cm$|
|1|2|4|4|2|4|
|2|2.5|4|3.2|2|4|
2. 数据分析发现：
两次弹簧测力计的示数不相等；杠杆平衡时，动力与支点到动力作用线的距离的乘积，等于阻力与支点到阻力作用线的距离的乘积；斜拉杠杆时，支点到动力作用线的距离小于支点到动力作用点的距离，此时动力更大。
3. 结论：
影响杠杆平衡的因素是力与力臂的乘积（力臂为支点到力的作用线的距离），杠杆的平衡条件为$\boldsymbol{F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}}$（动力×动力臂=阻力×阻力臂）。

活动4:探究杠杆的平衡条件
实验目的
实验器材
实验设计 思考下列问题：
（1）如何改变动力和阻力的大小？
（2）如何方便地测量动力臂和阻力臂的大小？
实验步骤

1. 将带有刻度的杠杆放在支架上，调节两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
2. 在杠杆的两边分别挂上数目不同的钩码，用$F_{1}$、$F_{2}$表示钩码的拉力，用$l_{1}$、$l_{2}$表示悬挂点到支点O的距离。
3. 改变钩码个数并调节悬挂点到O点的距离，使杠杆处于水平位置平衡。将各次实验数据填入下表。

|实验次数|左边| |右边| |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| |动力$F_{1}/N$|动力臂$l_{1}/cm$|阻力$F_{2}/N$|阻力臂$l_{2}/cm$|
|1| | | | |
|2| | | | |
|3| | | | |
实验结论
反思交流
1. 如果杠杆静止时不在水平位置，则杠杆平衡吗？
2. 如果杠杆不在水平位置平衡，动力臂和阻力臂能否直接从杠杆上读出？为什么？
3. 进行实验时，还有哪些注意事项？

填一填
（1）动力臂是，阻力臂是。
（2）杠杆的平衡条件为。

解：
实验目的
探究杠杆的平衡条件
实验器材
带刻度的杠杆、杠杆支架、钩码、平衡螺母
实验设计
（1）通过改变杠杆两侧所挂钩码的个数，改变动力和阻力的大小。
（2）调节杠杆在水平位置平衡，此时动力、阻力方向与杠杆垂直，动力臂和阻力臂的大小可直接从杠杆的刻度上读出。
反思交流
1. 杠杆静止时，即使不在水平位置，杠杆也处于平衡状态。
2. 不能直接读出。原因：当杠杆不在水平位置平衡时，动力、阻力的方向与杠杆不垂直，力臂不是支点到悬挂点的距离，无法直接从杠杆刻度读取。
3. 注意事项：
① 实验前调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
② 实验过程中不能调节平衡螺母；
③ 进行多次实验，避免实验结论的偶然性；
④ 钩码竖直悬挂，保证力的方向与杠杆垂直。
填一填
（1）从支点到动力作用线的距离；从支点到阻力作用线的距离
（2）动力×动力臂=阻力×阻力臂（或$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$）
实验结论
杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，表达式为$\boldsymbol{F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}}$