Question

小芬同學“探究杠桿的平衡條件”的實驗裝置如圖所示，請回答下列問題：
（1）實驗前先要調節杠桿兩端的螺母，使其在______平衡，目的是______．如果小芬同學做實驗時發現杠桿左高右低，則她應將杠桿左端的螺母向______調，或將杠桿右端的螺母向______調．
（2）小芬同學根據圖示實驗裝置測得的一組數據，得出了“動力+動力臂=阻力+阻力臂”的錯誤結論，你認為小芬同學在探究中存在的問題是：
①______；
②______．
（3）圖示裝置中的杠桿處于靜止狀態，若小芬同學在杠桿兩側各增加一個鉤碼（每個鉤碼的質量相同），則（______）
A、杠桿仍在圖示位置靜止；    B、杠桿將順時針方向轉動
C、杠桿將逆時針方向轉動；    D、以上三種情況都有可能
（4）如果小芬同學將杠桿支點右側的鉤碼全部拿走，改用彈簧測力計拉著杠桿支點的左側，則必須______地拉住彈簧測力計才能使實驗順利進行．

Answer 1

【答案】分析：（1）杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂（重力的方向跟杠桿垂直），這樣調節便于直接讀取力臂的大小、同時能夠消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響，因此在此實驗中我們應首先調節杠桿在水平位置平衡；實驗時，如果杠桿不再水平位置平衡，可通過反向調節（向偏高的一端）平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
（2）實驗時，如果只根據一組數據或幾組特殊的數據得到結論，偶然性太大，因此應獲取多組實驗具有普遍性的數據來歸納出物理規律．另外，單位不同的兩個量是不能相加的．
（3）根據杠桿的平衡條件進行判斷，力與力臂的乘積較大的一端下降．
（4）彈簧測力計拉力的方向要與杠桿垂直，使力臂仍與杠桿重合，并且注意動力和阻力使杠桿轉動的方向是相反的．
解答：解：（1）當杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，這樣做便于直接讀出力臂的大小、消除杠桿重力對實驗結果的影響．如果杠桿左高右低，可將杠桿左端的螺母或右端的螺母向左調．
故答案為：水平，便于測量力臂，左，左．
（2）杠桿平衡條件是普遍規律，必須經過多次測量．如果只根據一組數據或幾組特殊的數據得到結論，偶然性太大，
并且單位不同的兩個量是不能相加的．
故答案為：實驗次數太少，有偶然性；將不同單位的數據相加．
（3）根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂分析：
如果在兩側鉤碼下再各掛一個相同的鉤碼后：左邊F₁L₁=2G×2L=4GL；
右邊F₂L₂=3G×L=3GL；
F₁L₁＞F₂L₂杠桿不再水平平衡，左邊會下沉，所以杠桿將逆時針方向轉動．
故選C．
（4）若用彈簧測力計代替鉤碼，則拉力的方向仍要與杠桿垂直，使力臂仍與杠桿重合，便于直接讀出力臂的大小，消除杠桿重力對實驗結果的影響．將右側鉤碼去掉后，對于左側鉤碼，它使杠桿沿逆時針方向轉動，所以拉力應該使杠桿順時針方向轉動，即豎直向上．
故答案為：豎直向上．
點評：考查杠桿的平衡條件及應用，本題中涉及實驗到的注意事項很特殊，多次測量的目的不是為了減小誤差而是為了總結普遍規律；對于已經平衡的杠桿，改變條件后判斷杠桿是否還能保持平衡，有兩種方法：一是按力和力臂的乘積；二是按比例的方法．