Question

5．在探究“杠桿平衡條件”的實驗中．
（1）把杠桿的中點支在支架上，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；杠桿平衡后，在測量過程中不能（能\不能）再調(diào)節(jié)兩側(cè)的平衡螺母；
（2）如圖所示，在支點左側(cè)20cm刻度處掛3個重均為0.5N的鉤碼，在支點右側(cè)15cm刻度處用彈簧測力計拉杠桿，使其在水平位置平衡．當測力計示數(shù)最小時，其讀數(shù)為2N．
（3）實驗時若保持鉤碼的個數(shù)和彈簧測力計的位置不變，將鉤碼的位置向左側(cè)移動，則杠桿水平平衡時，彈簧測力計的示數(shù)將增大（增大\減小\不變）．
（4）某同學通過正確的實驗操作后，他得到了如表所示的數(shù)據(jù)．他分析實驗數(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（相符\不相符），分析他的實驗數(shù)據(jù)可知，該同學實驗中存在的主要問題是（A）
A．沒有隨機改變實驗中的物理量，所采集的數(shù)據(jù)都過于巧合
B．沒有使測力計傾斜拉動使杠桿水平平衡
C．實驗中不能同時改變兩個或兩個以上的物理量進行測量
D．實驗次數(shù)太少，還應(yīng)繼續(xù)增加鉤碼的個數(shù)多做幾組實驗

實驗次數(shù)	鉤碼拉力F1/N	F1力臂L1/cm	測力計拉力F2/N	F2力臂L2/cm
1	1	10	1	10
2	2	20	2	20
3	3	30	3	30
4	4	40	4	40

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
杠桿平衡后，在測量過程中 不能再調(diào)節(jié)兩側(cè)的平衡螺母；
（2）實驗中，彈簧測力計應(yīng)沿豎直方向用力，利用杠桿的平衡條件可判斷其讀數(shù)的大小；
（3）分析鉤碼的位置向左側(cè)移動，對應(yīng)的力臂變化，根據(jù)杠桿的平衡條件分析；
（4）用歸納法得出普遍性的規(guī)律要滿足：所選用的樣本要有代表性且數(shù)量足夠多．

解答 解：（1）因重力的方向豎直向下，杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此，這樣便于測量力臂的長；
杠桿平衡后，在測量過程中 不能再調(diào)節(jié)兩側(cè)的平衡螺母；
（2）要使彈簧測力計示數(shù)最小，即力臂應(yīng)最大，彈簧測力計的拉力應(yīng)沿豎直向下方向，
根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂，
彈簧測力計的示數(shù)為：F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{3×0.5N×0.2m}{0.15m}$=2N．
（3）實驗時若保持鉤碼的個數(shù)和彈簧測力計的位置不變，將鉤碼的位置向左側(cè)移動，即L₂增大，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂，則杠桿水平平衡時，彈簧測力計的示數(shù)將增大．
（4）根據(jù)實驗得出的結(jié)論：F₁：F₂=L₁：L₂可知，這與杠桿的平衡條件不符．仔細分析表中的數(shù)據(jù)不難看出，三次實驗F₁和F₂的力臂都保持在10cm沒有改變，只改變鉤碼的重力，使數(shù)據(jù)過于特殊，選用的樣本不骨代表性，采集的數(shù)據(jù)都過于巧合，這是造成最終結(jié)論不具普遍性的原因．故選項A符合題意．
故答案為：（1）水平；不能；（2）2；（3）增大；（4）不相符；  A．

點評 本題考查了探究杠桿平衡條件的實驗過程，從調(diào)節(jié)到實際操作、數(shù)據(jù)分析、原理運用及歸納法的運用等，考查較為全面，是我們應(yīng)該掌握的重點實驗．