Question

小華研究可繞支點轉動的硬棒在水平位置平衡時，動力的大小與方向之間的關系．實驗過程如圖所示，“動力的方向”用拉力F₁與水平位置之間的夾角θ表示（已知θ₁＞θ₂＞θ₃）．請仔細觀察圖中的操作和測量結果：

①小華認為圖（A）和（B）實驗現象與研究的目標不符，其原因是：________．
②分析比較圖（A）和（C）和（D）中動力F₁的大小與動力方向之間的關系，可得到的初步結論：當阻力的大小、方向、作用點都相同時，且________．

Answer 1

兩實驗中，動力與杠桿的夾角相等（或兩實驗中，動力的作用點到支點的距離不等）    動力作用點不變，動力與杠桿的夾角越小，動力越大
分析：①明確實驗的目的是研究動力的大小與方向之間的關系，因此要改變的是方向；
②在阻力的各要素相同時，還應保證動力的作用點也不變，再判斷動力大小的變化．
解答：①根據實驗的目的，必須改變動力的方向才符合要求，因此，與目標不符的原因是：兩實驗中，力與杠桿的夾角相等（或兩實驗中，力的作用點到支點的距離不等）；
②從圖中數據可看出，從圖A到C再到D，夾角θ依次增大，拉力也依次增大，故可得到初步結論：當阻力的大小、方向、作用點都相同時，且動力作用點不變，動力與杠桿的夾角越小，動力越大．
故答案為：①兩實驗中，力與杠桿的夾角相等（或兩實驗中，力的作用點到支點的距離不等）；
②動力作用點不變，動力與杠桿的夾角越小，動力越大．
點評：在此題的研究中，同樣用到了控制變量的方法，但在圖A、B的實驗中卻搞錯了研究的目標，這同樣是我們在實驗中應該注意的．在分析比較A、C、D三次實驗時，一定還要注意到另一個被控制的變量，那就是動力作用點是不能改變的，這樣才能得出正確的結論．