Question

13．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、刻度尺、細線、質量相同的鉤碼若干．

（1）將杠桿裝在支架上，發現杠桿左端下沉（如圖甲所示），如果將杠桿右側的平衡螺母向右調到頭了，杠桿左端仍下沉，此時應將杠桿左側的平衡螺母向右調，直到杠桿在水平位置平衡為止．
（2）某同學利用圖乙進行正確的實驗操作后，得到的數據為F₁=0.5N、l₁=20cm、F₂=1N和l₂=10cm．該同學根據這些數據能否得出探究結論？答：不能．理由是：因為一次實驗獲得的數據有偶然性，不能反映普遍規律．
（3）使杠桿在傾斜一定角度的位置做實驗，也能得出杠桿平衡條件．這種實驗方案與杠桿在水平位置做實驗的方案相比較，小明認為開始的實驗方案好．小明的理由是：便于讀出力臂大小．
（4）如圖丙所示，當在A處掛了三個鉤碼時，要使杠桿平衡，應在C處掛4個鉤碼．（每個鉤碼的質量相等）．
（5）若某次實驗中用彈簧測力計豎直向上拉杠桿一端的A點，如圖所示，杠桿平衡時彈簧測力計的示數為F_a，若在A點斜向上拉，杠桿要求在水平位置再次平衡時，彈簧測力計的示數為F_b，則F_a小于F_b（填“大于、小于、等于”）

Answer 1

分析 （1）調節杠桿平衡時，無論左端還是右端的平衡螺母都向上翹的一端移動．
（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）探究杠桿平衡條件時，杠桿在傾斜一定角度的位置進行實驗，力臂不在杠桿上，不方便測量；杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，重力的力臂為從支點到掛鉤碼處杠桿的長度，便于讀出力臂大小．
（4）根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂分析解答．
（5）杠桿在水平位置平衡，阻力、阻力臂不變，彈簧測力計傾斜拉動杠桿時，動力臂變小，動力變大．

解答 解：（1）調節杠桿在水平位置平衡時，杠桿左端下沉，右端上翹，左右兩端平衡螺母都向上翹的右端移動．
（2）不能得出探究結論；因為一次實驗獲得的數據有偶然性，不能反映普遍規律．
（3）探究杠桿平衡條件時，杠桿在傾斜一定角度的位置進行實驗，力臂不在杠桿上，不方便測量；杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于讀出力臂大小，故小明認為開始的實驗方案好．
（4）設一鉤碼重為G，杠桿一格為L，根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得：3G×4L=F_C×3L，F_C=4G，故在應在C處掛4個鉤碼．
（5）用彈簧測力計豎直向上拉時測力計的示數為F_a，若在A點斜向上拉，杠桿要求在水平位置再次平衡時，彈簧測力計的示數為F_b，杠桿在水平位置平衡，阻力、阻力臂不變，彈簧測力計傾斜拉動杠桿時，動力臂變小，動力變大．所以則F_a小于F_b．
故答案為：（1）右；（2）不能；因為一次實驗獲得的數據有偶然性，不能反映普遍規律；（3）便于讀出力臂大小；（4）4；（5）小于；

點評 本題考查了杠桿平衡的條件，在實驗中我們應首先調節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；用彈簧測力計時，應注意豎直方向拉動測力計；注意杠桿平衡的條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂的應用．