Question

18．如圖是學習小組同學研究杠桿知識的實驗裝置，每個鉤碼重為0.5N．

（1）小柯同學的實驗：杠桿在圖示位置靜止，他從圖中分別測出力臂L₁是L₂的兩倍，他預計彈簧秤的讀數應該是0.25N．在讀數以后，他發現比他預期的值明顯偏大，請你指出其錯誤之處動力臂測量錯誤．
（2）小妍同學的實驗：實驗時豎直向上拉著彈簧測力計，杠桿在圖示位置靜止．若用杠桿平衡條件計算，拉力的實際值比理論值要大，她和小組同學分析后認為杠桿即使不在水平位置平衡也不會造成示數的偏大．那么，你認為實際值偏大的原因是杠桿自重的影響．
（3）我們在探究杠桿的平衡條件的實驗中沒有考慮杠桿轉軸處的摩擦力，是因為摩擦力較小所以可以不考慮對實驗的影響，這種突出問題的主要方面，忽略次要因素，是科學中經常采用的一種科學研究方法．以下四個實例中所用研究方法與此相同的是C
A．選用質量相同的物體探究重力勢能與高度的關系
B．用小球撞開物體的距離來比較小球的動能大小
C．在做“探究二力平衡條件”實驗時，選用質量較小的硬紙片
D．選用2Ω和8Ω兩個電阻串聯代替10Ω的電阻．

Answer 1

分析 （1）由圖甲可見，實驗中拉力的方向沒有豎直向下，導致力臂不能從杠桿上正確讀出；
（2）若杠桿的支點在杠桿的中點處，此時重力恰好作用在支點，若不在中點，此時杠桿的平衡會受重力的影響；
（3）物理研究中常常用到“控制變量法”、“等效替代法”、“模型法”、“類比法”、“轉換法”等方法．

解答 解：（1）圖甲實驗中，拉力的方向向右傾斜，L₁不是F₁的力臂，F₁的力臂比L₁小，F₁的力臂不是L₂的兩倍，根據杠桿平衡條件可知，彈簧測力計的示數比他預期的值明顯偏大；
（2）由于杠桿有自重，桿的重心在桿的中點，方向豎直向下，重力與鉤碼同時使杠桿向順時針方向轉動，所以彈簧測力計的示數偏大；
（3）A、選用質量相同的物體探究重力勢能與高度的關系，是控制變量法，故A錯誤；
B、用小球撞開物體的距離來比較小球的動能大小，是轉換法，故B錯誤；
C、在做“探究二力平衡條件”實驗時，選用質量較小的硬紙片，小卡片的重力很小，可以忽略對實驗的影響，故C正確；
D、選用2Ω和8Ω兩個電阻串聯代替10Ω的電阻，是等效替代法，故D錯誤；
故答案為：（1）動力臂測量錯誤；（2）杠桿自重的影響；（3）C．

點評 杠桿平衡條件是杠桿平衡計算的基礎內容，一定要掌握．