Question

9．在“探究杠桿的平衡條件”實驗中采用的器材有杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺以及重0.5N的鉤碼若干．

（1）實驗前，將杠桿的中點置于支架上，杠桿靜止在圖一甲所示位置，杠桿處于平衡（選填“平衡”或“不平衡”）狀態(tài)，此時應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡，他這樣做的目的是：可以方便測量力臂的長度．
（2）小明在實驗時使用了彈簧測力計，某次實驗時他用力使杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，如圖一乙所示，彈簧測力計的示數(shù)將會大于（填“大于”“等于”或“小于”）1.5N．
（3）如圖二所示是小明同學(xué)三次實驗的情景，杠桿上每一格長5cm，部分實驗數(shù)據(jù)已記錄在表中．

實驗次數(shù)	F1/N	L1/cm	F2/N	L2/cm
1	1.5	10	1	15
2	1	20		10
3	0.5	20	1	10

（4）請將表格中的實驗數(shù)據(jù)補充完整．
（5）通過此探究實驗，應(yīng)該得出的結(jié)論是：F₁L₁=F₂L₂．
（6）實驗結(jié)束后：a、小明提出了新的探究問題：如果支點不在杠桿的中點，杠桿的平衡條件F₁×L₁=F₂×L₂是否依然成立？她采用如圖一丙所示的裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿平衡時，測出拉力大小與杠桿平衡條件不相符，其原因是受到杠桿自身重力的影響．
b、小明又得出了第二個結(jié)論：動力×動力作用點到支點的距離=阻力×阻力作用點到支點的距離．愛動腦筋的小明和同學(xué)們交流后發(fā)現(xiàn)這一結(jié)論是錯誤的，其原因是實驗過程中C（填字母）
A．實驗次數(shù)太少，結(jié)論存在偶然性  B．單位不同的物理量不能相乘
C．沒有改變力的作用方向　　　　　D．沒有改變力的大�。�

Answer 1

分析 （1）杠桿傾斜時，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)；實驗前先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過支點，從而可以不考慮杠桿的重力對其轉(zhuǎn)動的影響；調(diào)節(jié)好以后，仍要使杠桿在水平位置平衡，是為了便于測量力臂的長度；
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂判斷測力計示數(shù)的變化；
（4）將已知數(shù)據(jù)代入杠桿平衡條件，便可求出所求的量；
（5）杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂．
（6）a、杠桿本身受重力作用，也相當(dāng)于杠桿所受的力．若支點在中點，則重力正好作用在支點上，所以忽略了自身重力的影響．
b、從支點到動力作用線的垂直距離叫動力臂；從支點到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂．

解答 解：
（1）杠桿左端下沉，為了使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；使杠桿平衡的目的有兩個：一是避免杠桿重力對杠桿轉(zhuǎn)動的影響；二是便于測量力臂的長度；
（2）圖乙，拉力傾斜，動力臂減小，根據(jù)杠桿的平衡條件，動力將增大，測力計的示數(shù)大于1.5N；
（4）第二組數(shù)據(jù)：
F₁L₁=F₂L₂
1N×20cm=F₂×10cm
解得F₂=2N；
（5）由表格中數(shù)據(jù)知，杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂．
（6）a、支點不在杠桿的中點，由于杠桿自身重力的影響，所測量的拉力變大，因此測出的拉力大小與杠桿平衡條件不相符．
b、“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實驗過程中沒有改變動力或阻力的方向．故選項A、B、D錯誤，選項C正確．
故答案為：（1）平衡；水平；測量力臂的長度；（2）大于；（4）2；（5）F₁L₁=F₂L₂；（6）a、杠桿自身重力；b、C．

點評 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂．
（2）為得出普遍結(jié)論，應(yīng)進行多次實驗，測出多組實驗數(shù)據(jù)．
（3）當(dāng)杠桿處于水平位置平衡時，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變�。�