Question

2．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、刻度尺、細線、質量相同的鉤碼若干．
（1）將杠桿裝在支架上，發現杠桿右端下沉，此時應將杠桿左側的平衡螺母向左調，直到杠桿在水平位置平衡為止．
（2）某同學進行正確的實驗操作后，得到的數據為F₁=6N、L₁=20cm、F₂=4N和L₂=30cm．該同學根據這些數據能否得出探究結論？不能（選填“能”或“不能”）．理由是：只有一次實驗數據，總結的實驗結論具有偶然性．
（3）使杠桿在傾斜一定角度的位置做實驗，也能得出杠桿平衡條件．這種實驗方案與杠桿在水平位置做實驗的方案相比較，你認為哪種實驗方案好并說明理由：水平位置平衡的方案好，力臂在杠桿上，可以直接讀出力臂．
（4）如圖所示，杠桿在水平位置平衡．如果在兩側鉤碼下再各掛一個相同的鉤碼，則杠桿左端將下沉．
（5）下表是小華得到的一組實驗數據，由此她得出

動力 F 1/N	動力臂 l1/cm	阻力 F2/N	阻力臂 l2/cm
3	4	4	3

“動力+動力臂=阻力+阻力臂”的結論．你認為她的實驗結論是否正確？答：不正確
如果不正確，造成錯誤的原因是什么？C（選填字母）．請在下列選項中選擇一條合適的解釋．
A、實驗數據太少，不能避免誤差
B、實驗數據太少，不能減小誤差
C、實驗數據太少且實驗數據具有特殊性，不能得到可靠結論
D、實驗數據是錯誤的，不能得到正確的結論．

Answer 1

分析 （1）調節杠桿兩端的平衡螺母，使平衡螺母向上翹的一端移動，使杠桿在水平位置平衡，杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小，同時消除杠桿重對杠桿平衡的影響．
（2）用實驗數據總結實驗結論時，要進行多次實驗，總結的實驗結論才具有普遍性，避免偶然性．
（3）探究杠桿平衡條件時，杠桿在傾斜一定角度的位置進行實驗，力臂不在杠桿上，不方便測量；杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，重力的力臂為從支點到掛鉤碼處杠桿的長度，便于讀出力臂大小．
（4）當左右兩側力與力臂的乘積不相等時，杠桿會轉動，直到在新的位置找到平衡．
（5）杠桿平衡條件是規律性結論，必須經過多次實驗驗證才行，只有一次實驗數據，偶然性太大，不能反映普遍規律．

解答 解：（1）杠桿右端下沉，左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動．
杠桿在水平位置平衡，最大的好處是力臂在杠桿上，便于力臂的測量．
（2）用實驗來探究物理規律時，要采用多次實驗，用多組實驗數據來總結實驗結論，實驗結論具有普遍性，如果只有一次實驗數據，總結的實驗結論具有偶然性，所以不能用一次實驗數據總結實驗結論．
（3）探究杠桿平衡條件時，杠桿在傾斜一定角度的位置進行實驗，力臂不在杠桿上，不方便測量；杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于讀出力臂大小．
（4）根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得：
設杠桿的一個大格為L，杠桿在水平位置平衡時：左邊=2G×3L=6GL；
右邊=3G×2L=6GL；
如果在兩側鉤碼下再各掛一個相同的鉤碼后：左邊=3G×3L=9GL；
右邊=4G×2L=8GL；
杠桿不再水平平衡，左邊會下沉．
（5）小華僅憑一組實驗數據就得出“動力+動力臂=阻力+阻力臂”的結論是不正確的；造成錯誤的原因：一是不同的物理量之間不能直接相加；二是實驗數據太少且實驗數據具有特殊性，不能得到可靠結論，故應選C；
故答案為：（1）左；水平；（2）不能；只有一次實驗數據，總結的實驗結論具有偶然性；
（3）水平位置平衡的方案好，力臂在杠桿上，可以直接讀出力臂；（4）左；（5）不正確；C．

點評 （1）利用杠桿平衡條件，可以求出力或力臂大小，也可以判斷杠桿是否平衡，或杠桿的哪端下沉等，杠桿平衡條件應用很廣泛．
（2）初中物理實驗進行多次測量有些是為了求平均值，使測得的數據更準確，有些是為了尋找普遍規律，探究杠桿平衡的條件就是為了尋找普遍規律．