Question

某同學在做“研究杠桿平衡條件”的實驗進行了如下實驗步驟．
a．把杠桿的中點支在支架上；
b．把鉤碼掛在杠桿的兩邊，改變鉤碼的位置使杠桿水平平衡；
c．記下兩邊的鉤碼的重，用尺量出它們的力臂，記下實驗數據；
d．改變力和力臂數值，做三次實驗．
e．求出各次實驗的動力乘以動力臂和阻力乘以阻力臂數值．
（1）請你指出該同學在 ______步操作之前漏掉了一個重要步驟，這個步驟是 ______．
（2）如果實驗中所用鉤碼的質量都相等，如果在如圖甲圖示，杠桿的B處應該掛 ______個鉤碼，才能使杠桿在水平位置平衡．
（3）如果在C點改用彈簧測力計拉，也使杠桿平衡，應豎直向 ______拉．
（4）如果如圖乙圖示把彈簧測力計斜拉，且拉環固定在支架上，水平平衡時彈簧測力計示數比步驟（3）中的 ______．如果此時在A點的鉤碼下方再掛一個鉤碼，為了再次使杠桿平衡，且彈簧測力計示數不變，應將懸點向 ______移動．

Answer 1

【答案】分析：（1）為了避免實驗過程中，杠桿重力對杠桿平衡產生的影響和便于測量力臂，杠桿平衡調節要在實驗前進行．
（2）根據杠桿平衡的條件（F₁×L₁=F₂×L₂），計算F₂的值，并且當F₁L₁是定值，L₂越小，F₂越大．
解答：解：（1）實驗步驟中，把杠桿的中點支在支架上，就進行探究杠桿平衡條件的實驗數據的測量，沒有考慮杠桿重力對杠桿平衡產生的影響和便于測量力臂，所以b步之前漏掉一個重要步驟：調節平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；
（2）根據杠桿平衡的條件，F₁×L₁=F₂×L₂，2個×4格=n個×2格，∴n=4；
（3）如果在C點改用彈簧測力計拉，也使杠桿平衡，雖然F₁、L₁、F₂、L₂不變，但A點和C點在杠桿的同一端，測力計的拉力應阻礙杠桿的轉動，即在C點沿豎直向上的方向拉；
（4）①如果如圖乙圖示把彈簧測力計斜拉，且拉環固定在支架上，測力計拉力的力臂如圖：
∵F₁L₁是定值，∴由杠桿平衡的條件可知：
測力計拉力的力臂比（3）中豎直拉時的力臂減小，杠桿水平平衡時彈簧測力計示數比步驟（3）中的大；
②如果此時在A點的鉤碼下方再掛一個鉤碼，F₁變大，F₁L₁的乘積變大；
為了再次使杠桿平衡，F₂L₂的乘積隨之變大；
∵彈簧測力計示數F₂是定值不變，∴增大L₂的值，應將懸點向上移動．
故答案為：（1）b，調節平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；（2）4；（3）上；（4）大，上．
點評：本題考查能準確找出題中杠桿的五要素，再將對應的動力和動力臂、阻力和阻力臂代入杠桿平衡條件解決杠桿平衡問題．