Question

15．如圖是小明利用刻度均勻的勻質杠桿進行探究“杠桿的平衡條件”實驗．（每個鉤碼重0.5N）
（1）實驗前，將杠桿的中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿右端下沉，這時應將平衡螺母向左（選填“左”或“右”）端調節，直到杠桿在水平位置平衡．其目的是便于測量力臂．
（2）在A點懸掛兩個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，需在B點懸掛3個鉤碼；取走懸掛在B點的鉤碼，改用彈簧測力計在C點豎直向上拉，使杠桿水平位置平衡，測力計的拉力為0.75N；若改變彈簧測力計拉力的方向，使之斜向右上方，杠桿仍然水平位置平衡，則測力計的讀數將變大（選填“變大”或“變小”或“不變”）．
（3）實驗中改變支點兩側鉤碼的位置和個數，用同樣的方法做三次實驗，得到三組數據并進行分析，這樣做的目的是尋找杠桿平衡的普遍規律．
（4）有一組同學猜想：杠桿的平衡條件可能是“動力+動力臂’阻力+阻力臂”．他們經過實驗，獲得了如表數據：

動力F1/N	動力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
4	5	5	4

于是，他們認為自己的猜想得到了驗證，你認為他們的實驗過程存在的問題是不能只由一組數據得出結論，這樣具有偶然性；應在多組數據中分析、歸納得出，并且不同的物理量不能直接相加．

Answer 1

分析 （1）調節杠桿平衡時，應將平衡螺母向上翹的一端移動；
實驗中調節杠桿在水平位置平衡是為消除杠桿自重對實驗的影響，并便于測量力臂；
（2）根據杠桿平衡條件求出B點、C點的力；阻力和阻力臂不變時，動力臂減小，動力增大；
（3）初中物理用實驗探究物理問題時要進行多次實驗，有的是為了多次測量求平均值來減小誤差；有的是多次測量發現變化規律；有的是為了使實驗結論具有普遍性；
（4）實驗規律應建立在多次測量的基礎上，以避免得到偶然性的結論；不同的物理量之間不能直接加減．

解答 解：
（1）當杠桿靜止時，發現杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點的右側，應將平衡螺母向左端移動，使其在水平位置平衡；目的是為了消除杠桿自身重力對實驗的影響，此時力臂恰好沿桿的方向，便于從桿上直接讀出力臂；
（2）一個鉤碼的重是0.5N，設杠桿一個小格是L；
根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，1N×3L=F_B×2L，解得F_B=1.5N（B處鉤碼總重為1.5N），即在B處掛3個鉤碼；
根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，1N×3L=F_C×4L，解得F_C=0.75N，即測力計的拉力為0.75N；
如改變彈簧測力計拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不變，動力臂減小，動力將增大，所以彈簧測力計示數變大，才能使杠桿仍然水平平衡；
（3）改變支點兩側的鉤碼位置和個數，一般要做三次實驗，得到三組數據并進行分析，得出的實驗結論具有普遍性，避免偶然性；
（4）在實驗中，僅憑一組實驗數據，就得出了杠桿的平衡條件可能是“動力+動力臂=阻力+阻力臂”，結論具有片面性，同時力臂和力是兩個不同的概念，不能相加，應多測幾組數據進行分析得出具有普遍性的結論．
故答案為：（1）左；便于測量力臂；（2）3；0.75；變大；（3）尋找杠桿平衡的普遍規律；（4）不能只由一組數據得出結論，這樣具有偶然性；應在多組數據中分析、歸納得出，并且不同的物理量不能直接相加．

點評 此題是探究杠桿平衡條件的實驗，考查實驗數據的分析，為得出普遍性的規律，在實驗中應多測幾組數據進行分析，并注意不同物理量不能相加．