Question

16．在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)器材有杠桿、支架、刻度尺、細(xì)線、質(zhì)量相同的鉤碼若干．同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：
方案一：
（1）將杠桿裝在支架上，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，將杠桿右側(cè)的平衡螺母向左調(diào)到頭了，杠桿右端仍下沉，此時(shí)應(yīng)將杠桿左側(cè)的平衡螺母向左調(diào)，直到杠桿在水平位置平衡為止．
（2）某同學(xué)進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作后，得到的數(shù)據(jù)為F₁=6N、l₁=20cm、F₂=4N和l₂=30cm．
同學(xué)根據(jù)這些數(shù)據(jù)能否得出探究結(jié)論？不能．理由是因?yàn)橐淮螌?shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)有偶然性，不能反映普遍規(guī)律．
方案二：
（3）使杠桿在傾斜一定角度的位置做實(shí)驗(yàn)，也能得出杠桿平衡條件．方案二與方案一相比較，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)方案一更好，理由：力臂在杠桿上，便于測量力臂．
（4）如圖所示，杠桿在水平位置平衡．如果在兩側(cè)鉤碼下再各掛一個(gè)相同的鉤碼，則杠桿右端將下沉．

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
（3）杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大�。�杠桿在水平位置平衡．
（4）先由此時(shí)的杠桿平衡求出動(dòng)力臂和阻力臂的比值，當(dāng)杠桿兩端各增加一個(gè)相同鉤碼，力和力臂的乘積大的一端下沉．

解答 解：（1）杠桿不在水平位置，右端向下傾斜，則重心應(yīng)向左移動(dòng)，故應(yīng)向左調(diào)節(jié)螺母，使其在水平位置平衡；
（2）杠桿平衡條件是規(guī)律性結(jié)論，必須經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證才行，只有一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，偶然性太大，不能反映普遍規(guī)律；
（3）杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于力臂的測量，簡化實(shí)驗(yàn)．
（4）設(shè)杠桿的一個(gè)小格代表L，一個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m，
杠桿平衡時(shí)，3mg×l₁=2mg×l₂，所以，l₁=$\frac{2}{3}$l₂．
如果在兩側(cè)鉤碼下再各掛一個(gè)相同的鉤碼，
所以，杠桿左端力和力臂的乘積：4mg×l₁=$\frac{8}{3}$mg×l₂，
杠桿右端力和力臂的乘積：3mg×l₂，
杠桿右端力和力臂的乘積大，杠桿右端下沉．
故答案為：（1）左；平衡；（2）不能；因?yàn)橐淮螌?shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)有偶然性，不能反映普遍規(guī)律；（3）一；力臂在杠桿上，便于測量力臂；（4）右．

點(diǎn)評(píng) 調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡和調(diào)節(jié)天平橫梁平衡的方法是相同的，都是平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)．
判斷杠桿平衡時(shí)，如果左右力和力臂的乘積相等，杠桿平衡；如果不相等，力和力臂乘積大的一端下沉．