Question

13．某科學興趣小組的同學在探究杠桿的平衡條件時，聯(lián)想到玩蹺蹺板的游戲，繼續(xù)“動力對杠桿平衡的影響”研究實驗． 將一個玩具固定在杠桿B點上作為阻力，且保持阻力的大小、方向、作用點都不變，在杠桿的另一端用力使杠桿在水平位置平衡，并用彈簧測力計測出動力的大�。畬嶒炛�，甲小組每次都保持動力在豎直方向、只改變動力作用點的位置，分別如圖（a）中的F₁、F₂、F₃所示；乙小組每次都保持動力作用點的位置不變、改變動力的方向（“動力的方向”用OA連線跟動力方向的夾角θ表示，且0°＜θ≤90°），分別如圖（b）中的F₄、F₅、F₆所示；表Ⅰ、表Ⅱ是甲、乙兩組同學所記錄的實驗數(shù)據(jù)．

表Ⅰ甲組				表Ⅱ乙組
實驗 序號	支點到動力作用點 的距離S/cm	動力的方向 （與杠桿的夾角θ）	動力的 大小/N	實驗 序號	支點到動力作用點 的距離S/cm	動力的方向 （與杠桿的夾角θ）	動力的 大小/N
1	5	90°	6	4	15	30°	4
2	10	90°	3	5	15	45°	2.8
3	15	90°	2	6	15	90°	2

（1）分析比較表Ⅰ中第二列和第四列的實驗數(shù)據(jù)可知：作用在杠桿一端的阻力不變時，要使杠桿平衡，在動力方向不變（θ=90°）的情況下，支點到動力作用點的距離S越大，動力越�。�
（2）分析比較表Ⅱ中第三列與第四列的實驗數(shù)據(jù)可知：作用在杠桿一端的阻力不變時，要使杠桿平衡，在動力方向不變的情況下，改變動力的方向，θ越大，動力越�。�
（3）進一步綜合分析表Ⅰ與表Ⅱ中的實驗數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：作用在杠桿一端的阻力不變時，影響杠桿平衡的因素是動力的大小、支點到動力作用線的距離．

Answer 1

分析 此題研究了當阻力不變時，杠桿平衡時動力的大小與支點到動力作用點、動力的方向之間的關(guān)系，應用控制變量法可解決．

解答 解：（1）研究表Ⅰ中第二列與第四列實驗數(shù)據(jù)，即比較支點到動力作用點的距離S和動力的大小可知，當阻力不變時，杠桿平衡時動力的大小與支點到動力作用點之間的關(guān)系，且在動力方向不變（θ=90°）的情況下，支點到動力作用點的距離S越大，動力越�。�
（2）研究表Ⅱ中第二列與第四列實驗數(shù)據(jù)可知，當支點到動力作用點不變時，改變動力的方向，θ越大，動力越小；
（3）綜合分析表Ⅰ與表Ⅱ中的實驗數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，我們可以得到：影響杠桿平衡時拉力的大小與動力的大小、支點到動力作用線的距離有關(guān)．
故答案：（1）支點到動力作用點的距離S越大，動力越小；（2）第三列與第四列；（3）動力的大小、支點到動力作用線的距離．

點評 物理學中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題．每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．它是科學探究中的重要思想方法，廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中．控制變量法是初中物理中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一．