Question

在研究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：
（1）實(shí)驗(yàn)中首先要調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，其作用是調(diào)節(jié)杠桿在

水平

位置平衡，這樣做是為了便于

讀出力臂

．若發(fā)現(xiàn)杠桿“左低右高”，可將右端螺母向

右

邊旋轉(zhuǎn)，或?qū)⒆蠖寺菽赶?!--BA-->

右

邊旋轉(zhuǎn)；
（2）在A處掛三個(gè)鉤碼如圖1所示，要使杠桿平衡應(yīng)在B處掛

4

個(gè)鉤碼（每個(gè)鉤碼質(zhì)量均為100g）；拿去B處鉤碼，改在C處用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉，杠桿平衡時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)上的示數(shù)為

6

N．（g=10N/kg）若拉力的方向改成斜向上，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)

變大

（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）在研究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，有一組同學(xué)猜想杠桿的平衡條件可能是“動(dòng)力+動(dòng)力臂=阻力+阻力臂”．他們經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，獲得了下述數(shù)據(jù)：

動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂Ll/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
4	5	5	4

于是，他們認(rèn)為自己的猜想得到了驗(yàn)證，你認(rèn)為他們實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在什么問(wèn)題？

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)只有一組，得出結(jié)論具有偶然性，不具有普遍性，實(shí)驗(yàn)結(jié)論必須在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出，這樣才能有效地避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果偶然性出現(xiàn)

．
（4）某次實(shí)驗(yàn)中，若采取如圖2所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能在水平位置保持平衡（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

D

（選填字母）．
A．一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作             B．需要使用太多的鉤碼
C．力臂與杠桿不重合               D．力和力臂數(shù)目過(guò)多．

Answer 1

分析：（1）①探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)；
②杠桿“左低右高”，說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移，這一調(diào)節(jié)過(guò)程的目的是為了使杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響．
（2）由杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．可計(jì)算出所掛鉤碼的多少．
設(shè)杠桿的每一個(gè)小格代表1cm，知道動(dòng)力臂、阻力臂、阻力，根據(jù)杠桿平衡條件求出動(dòng)力．
當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉杠桿時(shí)，動(dòng)力臂減小，阻力和阻力臂不變，動(dòng)力會(huì)增大．
（3）實(shí)驗(yàn)規(guī)律應(yīng)建立在多次測(cè)量的基礎(chǔ)上，以避免得到偶然性的結(jié)論．
（4）當(dāng)杠桿上掛多組鉤碼時(shí)，力和力臂數(shù)目增加，使實(shí)驗(yàn)復(fù)雜化，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)難度．

解答：解：（1）①力臂等于支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來(lái)；
②杠桿重心右移應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向右調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
（2）因?yàn)镕₁×OC=F₂×OA，并且一個(gè)鉤碼的重力G=mg=0.1g×10N/kg=1N，
設(shè)杠桿的每一個(gè)小格代表1cm，
則F₁×2cm=3×1N×4cm，
F₁=6N．
彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉杠桿時(shí)，動(dòng)力臂是OC，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉杠桿時(shí)，動(dòng)力臂減小，阻力和阻力臂不變，故動(dòng)力會(huì)變大．
（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)只有一組，得出結(jié)論具有偶然性，不具有普遍性，實(shí)驗(yàn)結(jié)論必須在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出，這樣才能有效地避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果偶然性出現(xiàn)．
（4）當(dāng)杠桿上掛多組鉤碼時(shí)，力和力臂增加，雖然也能得出正確的結(jié)論，但是使實(shí)驗(yàn)復(fù)雜化，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)難度．
故答案為：（1）水平；讀出力臂；右；右；（2）4；6；變大；（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)只有一組，得出結(jié)論具有偶然性，不具有普遍性，實(shí)驗(yàn)結(jié)論必須在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出，這樣才能有效地避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果偶然性出現(xiàn)；（4）D．

點(diǎn)評(píng)：（1）杠桿平衡條件應(yīng)用比較廣泛，利用杠桿平衡條件可以判斷杠桿是否平衡、力臂大小、力的大小等．
（2）探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，杠桿的兩端各掛一組鉤碼，實(shí)驗(yàn)操作比較簡(jiǎn)單，計(jì)算也比較簡(jiǎn)單；如果杠桿的兩端掛多組鉤碼，實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜，計(jì)算也比較復(fù)雜．但是兩種情況都能得出正確的結(jié)論．