Question

【題目】某物理興趣小組的同學(xué)利用如圖所示的裝置探究杠桿的平衡條件：

(1)為減小杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響，應(yīng)使支點(diǎn)處于杠桿________；

(2)若杠桿每小格代表10 cm，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為100 g，改變動(dòng)力和阻力的位置并調(diào)節(jié)鉤碼的數(shù)量，得到下表所示數(shù)據(jù)，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可得到杠桿的平衡條件是_____（用物理量的符號(hào)表示）。第①次實(shí)驗(yàn)杠桿平衡后，小亮將杠桿兩端下方所掛鉤碼同時(shí)向支點(diǎn)O靠近1格，則杠桿將______（選填“能”或“不能”）在水平位置重新平衡；

	動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
①	3	40	2	60
②	2	50	5	20
③	4	30	3	40

(3)如圖甲所示，小亮保持B點(diǎn)處鉤碼數(shù)量不變，若在A點(diǎn)或C點(diǎn)使用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡，為使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)最小，應(yīng)將彈簧測(cè)力計(jì)掛在________點(diǎn)，且拉力的方向?yàn)?/span>________；

(4)某同學(xué)在探究后分析得到F1＋l1=F2＋l2的錯(cuò)誤結(jié)論，請(qǐng)你說出一個(gè)快速證明該結(jié)論錯(cuò)誤的操作方法： _____________；

(5)另一同學(xué)利用如圖乙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)出的數(shù)據(jù)如下表所示。分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)不符合杠桿平衡條件，出現(xiàn)此問題的原因是__________________。

動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂l1/m	阻力F2/N	阻力臂l2/m
5	0.3	6	0.2

Answer 1

【答案】中點(diǎn) F1l1=F2l2 不能 A 豎直向上 不改變杠桿兩端鉤碼的重量，只將兩側(cè)鉤碼分別遠(yuǎn)離（靠近）支點(diǎn)1格（或相同的格數(shù)），觀察杠桿的平衡情況 彈簧測(cè)力計(jì)沒有豎直向下拉（或動(dòng)力臂不等于0.3 m）

【解析】

(1)為減小杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響，應(yīng)使支點(diǎn)處于杠桿中點(diǎn)；(2)根據(jù)數(shù)據(jù)表格可得出杠桿平衡條件為F1l1=F2l2；將第①次杠桿平衡時(shí)的位置同時(shí)靠近支點(diǎn)1格，則此時(shí)動(dòng)力和阻力不變，分別為3 N和2 N；動(dòng)力臂為40 cm－10 cm=30 cm，阻力臂為60 cm－10 cm=50 cm；此時(shí)動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積3 N×30 cm小于阻力與阻力臂的乘積2 N×50 cm，故杠桿不能重新平衡；(3)要使杠桿平衡且彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)最小，應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)拉力的力臂最大，因?yàn)?/span>OA>OC，所以要使杠桿平衡且彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)最小，應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)掛在A點(diǎn)且豎直向上拉；(4)要想證明F1＋l1=F2＋l2的結(jié)論是否錯(cuò)誤，最快的方法是不改變杠桿兩端鉤碼的質(zhì)量，只將兩側(cè)鉤碼分別遠(yuǎn)離（靠近）支點(diǎn)1格（或相同的格數(shù)），觀察杠桿的平衡情況，若杠桿在水平位置不平衡，則結(jié)論錯(cuò)誤；(5)圖乙中彈簧測(cè)力計(jì)沒有豎直向下拉，此時(shí)動(dòng)力臂小于0.3 m，而該同學(xué)誤認(rèn)為此時(shí)動(dòng)力臂仍等于0.3 m，所以該數(shù)據(jù)不符合杠桿平衡條件。