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16.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,使杠桿在不掛鉤碼時,保持水平并靜止,達到平衡狀態.這樣做的好處是:便于在杠桿上直接測量力臂.
(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:動力×動力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2).他這樣得出的結論是否合理?不合理;為什么?只有一次實驗,結論沒有普遍性
(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17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:杠桿自重的影響.

分析 (1)杠桿右端下沉,說明杠桿的重心在支點右側,調節平衡螺母應使杠桿重心左移,這一調節過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產生影響;杠桿在水平位置平衡時,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)實驗時,如果只用一組數據得到結論,偶然性太大,因此應獲取多組實驗數據歸納出物理規律.
(3)圖乙中,支點位于動力和阻力的右側,彈簧測力計不但提了鉤碼,而且還提了杠桿,杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響.

解答 解:
(1)杠桿右端下沉,說明杠桿重心偏右,應將平衡螺母向左調節,直至重心移到支點處,使杠桿重力的力臂為零,這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響;力臂等于支點到力的作用線的距離,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)杠桿的平衡條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2),只通過一次測量,數據具有偶然性,不具備普遍性.
(3)圖乙中,杠桿的重心不在支點上,杠桿自身的重力對杠桿轉動產生了影響,導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大.測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符.
故答案為:(1)左;水平;力臂;(2)動力×動力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2);不合理;只有一次實驗,結論沒有普遍性;(3)杠桿自重的影響.

點評 (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,因此在此實驗中我們應首先調節杠桿在水平位置平衡;
(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多次測量就是為了尋找普遍規律.

練習冊系列答案
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