Question

如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同的鉤碼若干個．
（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿右端下沉．此時，應把杠桿兩端的平衡螺母向

左

（選填“左”或“右”）調節，使杠桿不掛鉤碼時，在

水平

位置達到平衡狀態．
（2）杠桿調節平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位置平衡．于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：

F₁L₁=F₂L₂

．他這樣得出結論是否合理？

不合理

；為什么？

用實驗來探究物理規律時，只有一次實驗，實驗結論具有偶然性

．
（3）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學利用如圖乙所示裝置進行探究，發現在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：

杠桿自身重力對杠桿的平衡有影響

．
（4）實驗時只有8個相同的鉤碼，杠桿上每格等距，如圖甲，當在A點掛4個鉤碼時，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡？（請設計兩種方案）①

右端第4格掛3個鉤碼

；②

在右端第3格掛4個鉤碼

．

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；為了便于測量力臂，應使杠桿在水平位置平衡；
（2）杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂；
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；
（3）杠桿本身是有重力的，為了消除杠桿本身重力對實驗的影響，將支點作用在杠桿的重心處即杠桿的中點；
（4）根據杠桿的平衡條件進行分析．

解答：解：
（1）右端下沉，說明左端較高，則應將左邊或右邊的平衡螺母向左端調節，使杠桿在水平位置平衡；
（2）設一個鉤碼重為G，杠桿上一個小格代表1cm，
所以，4G×3cm=6G×2cm，
∴杠桿平衡條件：F₁L₁=F₂L₂．
只有一次實驗總結實驗結論是不合理的，一次實驗很具有偶然性，要多進行幾次實驗，避免偶然性；
（3）如圖乙所示裝置進行探究，杠桿的重心沒有通過支點，杠桿的重對杠桿平衡有影響，所以測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符；
（4）根據杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂；
F₁L₁=4G×3L=12GL，鉤碼數量和格數的乘積滿足12，所以可以在右端第4格掛3個鉤碼或在第3格掛4個鉤碼．
故答案為：
（1）左；水平；
（2）F₁L₁=F₂L₂；不合理；用實驗來探究物理規律時，只有一次實驗，實驗結論具有偶然性；
（3）杠桿自身重力對杠桿的平衡有影響；
（4）①右端第4格掛3個鉤碼；②在右端第3格掛4個鉤碼．

點評：此題是探究杠桿平衡條件，考查了杠桿的調平及杠桿平衡條件的應用，探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，便于測量力臂大小，杠桿的重心通過支點，消除杠桿重對杠桿平衡的影響，使實驗簡單化，便于探究．