Question

10．如圖所示是小明利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)．（每個(gè)鉤碼重0.5N）
（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，這時(shí)應(yīng)將平衡螺母向左（選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡．
（2）小明在實(shí)驗(yàn)中記錄了三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	F 1/N	l1/cm	F2/N	l2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	3	15	3	10

實(shí)驗(yàn)時(shí)杠桿在水平位置平衡的目的是：便于測(cè)量力臂；多次實(shí)驗(yàn)的目的是：使得出的結(jié)論更具有普遍性；小明根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：F₁l₁=F₂l₂．
（3）在A點(diǎn)懸掛兩個(gè)鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，需在B點(diǎn)懸掛3個(gè)鉤碼，取走懸掛在B點(diǎn)的鉤碼，改用彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)豎直向上拉，使杠桿水平位置平衡，測(cè)力計(jì)的拉力應(yīng)為0.75N；觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)偏大，檢測(cè)彈簧測(cè)力計(jì)發(fā)現(xiàn)完好無損，原因可能是彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向沒有與杠桿垂直．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點(diǎn)右側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心左移，這一調(diào)節(jié)過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）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．為了便于測(cè)量力臂，應(yīng)杠桿在水平位置平衡；
實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（F₁×l₁=F₂×l₂）；
（3）根據(jù)杠桿平衡條件求出B點(diǎn)、C點(diǎn)的力；阻力和阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力增大．

解答 解：
（1）杠桿右端下沉，說明杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡；
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，在杠桿左右兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼，應(yīng)通過調(diào)節(jié)鉤碼的位置及數(shù)量使杠桿在水平位置平衡，這樣力臂恰好沿著桿的方向；目的是為了便于測(cè)量力臂；
探究杠桿平衡的條件時(shí)，多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)排除偶然性，尋找普遍規(guī)律；
分析表格中的數(shù)據(jù)可得出杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（F₁×l₁=F₂×l₂）；
（3）一個(gè)鉤碼的重是0.5N，設(shè)杠桿一個(gè)小格是L，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，1N×3L=F_B×2L，
解得F_B=0.5N，即在B處掛3個(gè)鉤碼．
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，1N×3L=F_C×4L，
解得F_C=0.75N．
如果改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向沒有與杠桿垂直，這時(shí)動(dòng)力臂減小，在阻力和阻力臂不變，動(dòng)力要增大，所以彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大，才能使杠桿仍然水平平衡．
故答案為：（1）左；（2）便于測(cè)量力臂；使得出的結(jié)論更具有普遍性；F₁l₁=F₂l₂；（3）3；0.75；彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向沒有與杠桿垂直．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，從杠桿的調(diào)平、實(shí)驗(yàn)的操作、數(shù)據(jù)的分析、結(jié)論、計(jì)算等方面進(jìn)行了考查．