Question

【題目】在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）小華同學(xué)先把杠桿的中點(diǎn)支在支架上，杠桿靜止在如圖甲所示的位置，此時(shí)杠桿處于_____（選填“平衡”或“不平衡”）狀態(tài)。為了使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)應(yīng)向_____調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡的好處是_____。

（2）某同學(xué)進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作后，得到的數(shù)據(jù)為F1=6N、l1=20cm、F2=4N和l2=30cm。該同學(xué)根據(jù)這些數(shù)據(jù)能否得出探究結(jié)論？_____。理由是：_____。

（3）如果利用如圖乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每個(gè)鉤碼重0.5N，杠桿平衡時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為____N．如果保持彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用點(diǎn)的位置不變，把彈簧測(cè)力計(jì)沿虛線方向拉，為了保證杠桿在水平位置平衡，其示數(shù)_____（選填“變大”“不變”或“變小”）。

（4）某次實(shí)驗(yàn)中，用如圖丙所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能水平平衡（杠桿上每格等距），但老師卻往往提醒大家不要采用這種方式，這主要是以下哪種原因_____（選填字母）

A．一個(gè)人無法獨(dú)立操作B．需要使太多的鉤碼

C．力臂與杠桿不重合D．力和力臂數(shù)目過多

（5）某同學(xué)想利用杠桿的平衡條件來測(cè)量刻度尺的質(zhì)量。

①將刻度尺平方在支座上，左右移動(dòng)刻度尺，找出能夠使刻度尺在水平位置保持平衡的支點(diǎn)位置，記下這個(gè)位置，它就是刻度尺的重心。

②將質(zhì)量為M1的物體掛在刻度尺左邊某一位置，如圖所示，移動(dòng)刻度尺，知道刻度尺能夠在支座上重新保持水平平衡。紀(jì)錄物體懸掛點(diǎn)到支座的距離L1和刻度尺的_____到支座的距離L2。

③根據(jù)杠桿的平衡條件，可以計(jì)算出刻度尺的質(zhì)量m=_____（用題目中所給物理量表示）。

Answer 1

【答案】平衡 左 便于測(cè)量力臂 不能 一次實(shí)驗(yàn)具有偶然性，應(yīng)多測(cè)幾組數(shù)據(jù)得到普遍結(jié)論 3 變大 D 重心

【解析】

（1）杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)都稱為杠桿平衡；

為了使杠桿在水平位置平衡，平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)；探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂；

（2）一次實(shí)驗(yàn)具有偶然性，根據(jù)一次實(shí)驗(yàn)測(cè)出的數(shù)據(jù)得出的結(jié)論具有片面性，為得出普遍結(jié)論，要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

（3）鉤碼在支點(diǎn)的左側(cè)，要使杠桿平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件：，將已知條件代入便可求出F1的大小；

（4）研究杠桿的平衡，需要有動(dòng)力和阻力但力多了增加了難度，且不易得出結(jié)論來；

（5）此題的關(guān)鍵在于找出中心，并知道第二次平衡后，中心到支點(diǎn)的位置為直尺重力的力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件可求出直尺的質(zhì)量。

（1）杠桿停在如圖甲所示的位置，保持靜止?fàn)顟B(tài)，杠桿處于平衡狀態(tài)；

要使杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，平衡螺母向上翹的左端移動(dòng)；

杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于直接從杠桿上測(cè)量力臂；

（2）根據(jù)一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論不具有普遍性，實(shí)驗(yàn)結(jié)論不可靠；應(yīng)多次改變力和力臂的大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以得到普遍規(guī)律，更有說服力，更具普遍性；

（3）設(shè)一格的長(zhǎng)度為L，杠桿在水平位置平衡，則力F1的方向應(yīng)豎直向上，由得，，解得，；

由圖知，當(dāng)力的方向發(fā)生改變時(shí)，力與杠桿為不再垂直，力臂將減小，根據(jù)杠桿平衡條件知，作用力將變大；

（4）研究杠桿的平衡，當(dāng)杠桿只受兩個(gè)力作用時(shí)，受力分析最簡(jiǎn)單，容易得出結(jié)論，當(dāng)力和力臂增多時(shí)，增加了難度，且不易得出結(jié)論來，故D正確；

（5）②將質(zhì)量為M1的物體掛在刻度尺左邊某一位置，如圖所示，移動(dòng)刻度尺，知道刻度尺能夠在支座上重新保持水平平衡。紀(jì)錄物體懸掛點(diǎn)到支座的距離L1和刻度尺的重心到支座的距離L2．；

③根據(jù)杠桿平衡的條件，可知，即，

所以直尺的質(zhì)量。