Question

19．如圖所示漫畫描繪的是猴子和兔子分蘿卜的情景，究竟誰分得的蘿卜重，三位同學提出了自己的猜想：甲認為：猴子勝利了；乙認為：兔子勝利了；丙認為：猴子和兔子誰也沒有沾光．到底誰的猜想正確呢？

（1）為此，三位同學利用杠桿設計實驗進行驗證．若在沒有掛鉤碼時杠桿的平衡位置如圖1所示，則他們應將杠桿左端的螺母向右（選填“左”或“右”）邊旋一些，才能使杠桿在水平位置平衡，使杠桿在水平位置平衡的主要目的是便于測量力臂．
（2）若三同學實驗時的現象如圖2所示，根據該實驗現象，可以判斷猜想正確的同學是甲（選填“甲”、“乙”或“丙”）．

（3）根據圖2的實驗，三同學還得出結論：只要滿足“動力×動力作用點到支點的距離=阻力×阻力作用點到支點的距離”，杠桿就能平衡．
①你認為這個結論是錯誤的（選填“正確”或“錯誤”）．
②如何用圖3的裝置來驗證你的觀點？請簡要說出你的方法．

Answer 1

分析 （1）在調節杠桿平衡時，應將平衡螺母向較高的一端調節；
使杠桿在水平位置平衡，此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；
（2）從三幅中可看出，當鉤碼的個數越少時，其力臂就越長，由杠桿的平衡條件可得甲同學的猜想是正確的；
（3）杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂；力臂是指支點到力的作用線的距離；為得出普遍結論，用彈簧測力計拉杠桿，使力與杠桿不垂直，多做幾次實驗，得出實驗結論．

解答 解：
（1）由圖知，右端偏高，為使杠桿在水平位置平衡，需要將平衡螺母向右調節；
當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來；
（2）三幅圖中左邊鉤碼個數和力臂都不變，但右邊隨著鉤碼個數的減少，力臂在變大．可得重力越大，其力臂越小．即甲同學猜想正確；
（3）他的結論不正確；
杠桿在水平位置平衡，并且動力和阻力垂直作用在杠桿上，此時動力臂和阻力臂都在杠桿上，“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”成立；當動力和阻力不垂直作用在杠桿上，動力臂和阻力臂小于支點和作用點之間的距離，“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”不成立．
為得出普遍結論，應改變力的方向使力臂不等于支點到力作用點的距離，多做幾次實驗，得出實驗結論，故正確的實驗操作應該是：保持彈簧測力計拉力作用點的位置不變，用彈簧測力計斜向上拉．
故答案為：（1）右；便于測量力臂；（2）甲；（3）①錯誤；②保持彈簧測力計拉力作用點的位置不變，用彈簧測力計斜向下拉．

點評 此題主要考查學生對于杠桿平衡條件的理解，解題的關鍵是理解力臂的概念，它是指從支點到力的作用線的距離．用所學的杠桿的平衡條件解釋分蘿卜問題，并采用漫畫的形式，比較新穎，好題．