Question

18．在探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中．
（1）把杠桿的中點(diǎn)支在支架上，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；
（2）如圖所示，在支點(diǎn)左側(cè)20cm刻度處掛3個(gè)重均為0.5N的鉤碼，在支點(diǎn)右側(cè)15cm刻度處用彈簧測力計(jì)拉杠桿，使其在水平位置平衡．要使彈簧測力計(jì)示數(shù)最小，彈簧測力計(jì)的拉力應(yīng)沿豎直方向，此時(shí)測力計(jì)計(jì)數(shù)為2N；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)若保持鉤碼的個(gè)數(shù)和彈簧測力計(jì)的位置不變，將鉤碼的位置向左側(cè)移動(dòng)，則杠桿水平平衡時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)將增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼拉力	力臂	測力計(jì)拉力	力臂
1	1	10	1	10
2	2	20	2	20
3	3	30	3	30
4	4	40	4	40

（4）某同學(xué)通過正確的實(shí)驗(yàn)操作后，他得到了如表所示的數(shù)據(jù)，他分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后得出的結(jié)論是：F₁：F₂=L₁：L₂，這與杠桿平衡條件不相符（填“相符”或“不相符”），分析他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的主要問題是A
A、沒有隨機(jī)改變實(shí)驗(yàn)中的物理量，所采集的數(shù)據(jù)都過于巧合
B、沒有使測力計(jì)傾斜拉動(dòng)使杠桿水平平衡
C、實(shí)驗(yàn)中不能同時(shí)改變兩個(gè)或兩個(gè)以上的物理量進(jìn)行測量
D、實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，還應(yīng)繼續(xù)增加鉤碼的個(gè)數(shù)多做幾組實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)前杠桿右側(cè)高左側(cè)低，原因是右側(cè)的力和力臂乘積小于左側(cè)的力和力臂乘積，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，可將左側(cè)的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，減小左側(cè)的力和力臂乘積，使杠桿在水平位置平衡；
（2）當(dāng)把支點(diǎn)到作用點(diǎn)的連線作為動(dòng)力臂（施力方向與連線垂直）時(shí)，動(dòng)力臂最長、最省力（彈簧測力計(jì)示數(shù)最小）；
知道阻力、阻力臂和動(dòng)力臂，利用杠桿的平衡條件求動(dòng)力；
（3）實(shí)驗(yàn)中，若保持鉤碼的個(gè)數(shù)和彈簧測力計(jì)的位置不變，將鉤碼的位置向左側(cè)移動(dòng)，根據(jù)杠桿的平衡條件可分析測力計(jì)示數(shù)的變化；
（4）實(shí)驗(yàn)中，為了得出具有普遍性的規(guī)律，我們在選擇力與力臂時(shí)，應(yīng)使每一組的數(shù)據(jù)都有所不同，這樣最終的結(jié)論才會(huì)具有普遍性．

解答 解：（1）杠桿右側(cè)高左側(cè)低，可以將左側(cè)的平衡螺母向右調(diào)，或者將右側(cè)的平衡螺母向右調(diào)（都向右調(diào)），使杠桿在水平位置平衡；
（2）當(dāng)沿豎直向下的方向施力時(shí)，動(dòng)力臂最長，此時(shí)最省力，彈簧測力計(jì)的示數(shù)最�。�
由圖知，若豎直向下施力，動(dòng)力臂L₁=15cm，
由題知，阻力F₂=0.5N×3=1.5N，阻力臂L₂=20cm，
根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，
則動(dòng)力F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{1.5N×20cm}{15cm}$=2N．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)若保持鉤碼的個(gè)數(shù)和彈簧測力計(jì)的位置不變，將鉤碼的位置向左側(cè)移動(dòng)，即L₂增大，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂，則杠桿水平平衡時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)將增大；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：F₁：F₂=L₁：L₂可知，這與杠桿的平衡條件不符．仔細(xì)分析表中的數(shù)據(jù)不難看出，三次實(shí)驗(yàn)F₁和F₂的力臂都相同，只改變鉤碼的重力，使數(shù)據(jù)過于特殊，這是造成最終結(jié)論不具普遍性的原因．故選項(xiàng)C符合題意．
故答案為：（1）水平；（2）豎直；2；（3）增大；（4）不相符；A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)過程，從調(diào)節(jié)到實(shí)際操作、數(shù)據(jù)分析、原理運(yùn)用等，考查較為全面，是我們應(yīng)該掌握的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)．