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  • 1. (2023·浙江模拟) 下列是科学项目化学习小组探究杠杆平衡条件的实验过程(本实验均使用轻质杠杆)。

    实验1:在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验,记录多组数据。得出:F1×s1=F2×s2(注:s1和s2分别表示支点到F1和F2的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验,也得到了同样的结论。

    该结论适用于所有平衡时的杠杆吗?

    实验2:小组同学用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验,移动钩码,改变钩码数量,记录数据如表,分析表格数据发现上述结论并不成立,但发现一个新的等量关系,即:(待填)

    实验次数

    F1/N

    s1/cm

    F2/N

    s2/cm

    l2/cm

    1

    1.0

    10.0

    0.5

    21.3

    20.1

    2

    1.5

    20.0

    1.0

    31.7

    29.8

    3

    2.0

    30.0

    2.5

    25.5

    24.0

    s和l(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时,哪个量才是有价值的呢?学习小组的同学观察到:支点到F的作用点的距离(s1)与支点到F1的作用线的距离(l1)是相等的。小组同学又进行了实验。

    实验 3:

    ①移动钩码,使杠杆 待填)  , 并使杠杆处于平衡状态。

    ②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2

    ③改变钩码数量,移动钩码,记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2

    ④分析实验数据,得出弯杠杆的平衡条件。

    最后,通过科学思维,得出所有杠杆的平衡条件都是:F1×l1=F2×l2

    杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用,如用图1方式提升物体比用图2方式省力,就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。

    请回答:

    1. (1) 在研究一侧弯曲的杠杆时,发现的一个新的等量关系是
    2. (2) 将实验 3 中的①填写完整。
    3. (3) “支点到力的作用线的距离”在科学上被称为。通过探究杠杆平衡条件的实验,使 我们深深认识到建立这一科学量的价值。
    4. (4) 用图 1 方式提升物体比用图2方式省力的原因是      

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