Question

【題目】某小組在探究“杠桿的平衡條件”的實驗：

(1)實驗過程中將杠桿調節到水平位置平衡，這樣做的目的是_____； 若杠桿右端低左端高，為使其在水平位置上靜止，應將右端的平衡螺母向____調節；

(2)若每個鉤碼重 1N，且杠桿上每格相等。如圖所示，小王在杠桿上 A 點掛 3 個鉤碼，為使杠桿在水平位置平衡，他想到以下方案：第一種：在O 點右側 3 格處的 B 點懸掛 _______個鉤碼；當杠桿平衡后， 將 A、B 兩點下方所掛的鉤碼同時向靠近支點O 的方向移動一格，則杠桿的_____（選填“左”或“右”）端 將下沉；第二種：在 O 點右側 4 格處 C 點用彈簧測力計向下拉杠桿，當測力計從 a 位置轉動到 b 位置時其示數變大，原因是拉力的力臂_________（選填“變大”﹑ “變小”或“不變”）；第三種：在 O點左側 1 格處的D點用彈簧測力計_____（選填“豎直向上”或“豎直向下”）拉杠桿，其測力計示數為 6N；

(3)實驗中小王多次改變鉤碼個數及力臂獲得多組數據，得出了杠桿的平衡條件。以下三個實驗也測了多組數據，與本實驗目的相同的是_____（選填序號）；

①探究“動能大小與什么因素有關”；②測量某個物體長度；③測量未知液體的密度。

(4)實驗結束后，小王提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？” 于是他將支點調整在如圖丁所示位置進行探究，發現當杠桿水平平衡時，與之前得出的杠桿平衡條件不相符，原因可能是：_____。

Answer 1

【答案】便于測量力臂大小 左 2 右 變小 豎直向上 ① 杠桿自身重力對實驗結論有影響

【解析】

(1)[1] 杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小。

[2]杠桿右端低左端高，應將右端的平衡螺母向左調節，使杠桿在水平位置平衡。

(2)[3]設杠桿每個格的長度為L ，根據杠桿的平衡條件：

3N×2L=FB×3L

解得FB=2N，需掛2個鉤碼。

[4]若兩邊的鉤碼同時向靠近支點的方向移動一個格，則左側3N×1L，右側2N×2L，因為

3N×1L <2N×2L

所以杠桿右端會下沉。

[5]當測力計從 a 位置轉動到 b 位置時其示數變大，拉力的力臂變小，根據杠桿的平衡條件，則拉力變大，即測力計示數變大。

[6]在 O點左側 1 格處的D點用彈簧測力計拉杠桿，此時，支點在一側，杠桿平衡時，兩個力的方向相反，根據杠桿的平衡條件，

FA×2L=FD×1L

即

3N×2L=6N×1L

故豎直向上拉杠桿，測力計示數為 6N。

(3)[7] 實驗中小王多次改變鉤碼個數及力臂獲得多組數據，目的是通過多次測量，尋找普遍規律，避免實驗的偶然性；①探究“動能大小與什么因素有關”的實驗中多次測量的目的也是尋找普遍規律；②測量某個物體長度中多次測量的目的是減小誤差；③測量未知液體的密度中多次測量的目的也是減小誤差，故相同的是①。

(4)[8]圖丁中，杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大。