下列是某科学研究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:
(注
和
分别表示支点
到
和
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:科学研究小组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: 。
实验次数 |
|
|
|
|
|
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 |
和
(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?研究小组的同学观察到:支点到
的作用点的距离
与支点到
的作用线的距离
是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验
①移动钩码,使杠杆 ,并使杠杆处于平衡状态。
②记录
、
、
和
、
、
。
③改变钩码数量,移动钩码,记录杠杆处于平衡时的多组
、
、
和
、
、
。
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:
。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)在研究一侧弯曲的杠杆时,发现的一个新的等量关系是 。
(2)将实验3中的①填写完整。
(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)用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是 。