Question

如圖1所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同的鉤碼若干個．
（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿右端下沉．此時，應把杠桿兩端的平衡螺母向______（選填“左”或“右”）調節，使杠桿在不掛鉤碼時，達到水平平衡狀態．
（2）杠桿調節平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位置平衡．于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：______．他這樣得出的結論是否合理？______；為什么？______．

（3）實驗結束后，小明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？”于是小組同學利用如圖2所示裝置進行探究，發現在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：______．
（4）實驗時只有8個相同的鉤碼，杠桿上每格等距，如圖1，當在A點掛4個鉤碼時，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡？（請設計兩種方案）
①．______；②______．
（5）杠桿不處于水平位置能否平衡？甲乙意見不同．甲認為能平衡．于是他讓每次杠桿傾斜時靜止，做這個實驗也得出了杠桿平衡條件．
甲認為杠桿平衡不一定是水平的，這種說法對嗎？______ （選填對或錯），甲這種方案與乙讓杠桿在水平位置做實驗的方案相比較，你認為哪個實驗方案好，并說明理由：______實驗方案好；理由是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點右側，調節平衡螺母應使杠桿重心左移，這一調節過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響；
（2）實驗時，如果只用一組數據得到結論，偶然性太大，因此應獲取多組實驗數據歸納出物理規律．
（3）圖2中，支點位于動力和阻力的右側，彈簧測力計不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，
杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響．
（4）根據杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，設計實驗方案．
（5）探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小，同時消除杠桿重對杠桿平衡的影響．
杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來．
解答：解：（1）杠桿右端下沉，杠桿重心在支點右側，為使杠桿能水平平衡，應向左調節平衡螺母，直至重心移到支點處為止．
故答案為：左．
（2）杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
只通過一次測量，根據得出的數據就得出實驗結論，實驗數據太少，不具備普遍性，因此得出的結論不合理．
故答案為：動力×動力臂=阻力×阻力臂；不合理；實驗次數太少，得不到普遍規律．
（3）圖2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．
故答案為：杠杠自重對實驗有影響．
（4）設一個鉤碼重為G，一格為L，
根據杠桿平衡的條件，F₁×L₁=F₂×L₂，則有4G×3L=3G×4L=2G×6L
故答案：①在右端4處掛3個鉤碼；②在右端6處掛2個鉤碼．
（5）只要杠桿的動力×動力臂=阻力×阻力臂，杠桿就能平衡，杠桿平衡不一定在水平位置，在其它位置，杠桿也可以平衡，甲的說法是正確的；
杠桿在水平位置平衡，力與杠桿垂直，力臂在杠桿上，力臂等于支點到力的作用點的距離，便于測量力臂大小，同時消除杠桿重對杠桿平衡的影響，便于實驗操作與測量；
由此可見，杠桿在水平位置平衡好，即乙的實驗方案好．
故答案為：對；乙；便于測量力臂．
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首先調節杠桿在水平位置平衡；
（2）初中物理實驗進行多次測量有些是為了求平均值，使測得的數據更準確，有些是為了尋找普遍規律，探究杠桿平衡的條件多次測量就是為了尋找普遍規律．