Question

14．小錦小組用刻度均勻的勻質杠桿進行“探究杠桿平衡條件”的實驗中，每個鉤碼質量相等．
（1）將杠桿的中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿左端下沉，他將杠桿左端平衡螺母向右調節到最大限度后，杠桿左端仍有輕微下沉，這時他應將右端的平衡螺母向右端調節，才能使杠桿在水平位置平衡．
（2）如圖甲所示，是他在探究過程中的一個情境，接下來他在兩邊鉤碼的下方各加一個相同的鉤碼，并將左端鉤碼移到左端離支點第三格處，為了使杠桿在水平位置平衡，他應將右端鉤碼移動到右端離支點第四格處．

（3）通過不斷改變兩端所掛鉤碼的個數和位置，使杠桿在水平位置平衡，并記錄各次實驗數據，通過對數據分析后得出結論：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．與其他小組交流后，他們又做了如圖乙、丙、丁三次實驗，其中丁圖所示實驗能直接說明該結論是錯誤的．

Answer 1

分析 （1）在調節杠桿平衡時，按照“左偏右調、右偏左調”的原則進行，即：如果杠桿左偏（左端下沉），向右移動平衡螺母（左右側的平衡螺母都可以）；
（2）在兩邊鉤碼的下方各加一個相同的鉤碼，并將左端鉤碼移到左端離支點第三格處，先找出兩邊力的大小、左邊力臂的大小，再利用杠桿平衡條件求右邊力臂大小，進而確定右端鉤碼的位置；
（3）利用力臂不在杠桿上的情況進行實驗．

解答 解：
（1）現在杠桿左端仍有輕微下沉，說明杠桿左端偏重，為使杠桿在水平位置平衡，這時應將右端的平衡螺母向右端調節．
（2）設一個鉤碼重為G，杠桿一個格為L，
左邊加一個相同的鉤碼，并將左端鉤碼移到左端離支點第三格處，
則左邊力和力臂的乘積為F_左L_左=4G×3L=12GL，
右邊加一個相同的鉤碼，設右邊的力臂為L_右，則右邊的力和力臂的乘積為F_右L_右=3G×L_右，
為了使杠桿在水平位置平衡，F_左L_左=F_右L_右，即12GL=3G×L_右，所以L_右=4L，他應將右端鉤碼移動到右端離支點第四格處．
（3）小錦得到“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”，這個結論是不正確的；當動力臂不等于支點到動力作用點的距離時，看實驗結論是否成立，所以利用圖丁進行驗證．
故答案為：（1）右；（2）四；（3）丁．

點評 本題考查調節平衡螺母的作用、杠桿實驗時動力和阻力的實驗要求及根據杠桿平衡條件計算．當杠桿處于水平位置平衡時，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變小．