Question

19．某同學(xué)在做“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)步驟．
a．把杠桿的中點(diǎn)支在支架上；
b．把鉤碼掛在杠桿的兩邊，改變鉤碼的位置使杠桿水平平衡；
c．記下兩邊的鉤碼的重，用尺量出它們的力臂，記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
d．改變力和力臂數(shù)值，做三次實(shí)驗(yàn)．
e．求出各次實(shí)驗(yàn)的動(dòng)力乘以動(dòng)力臂和阻力乘以阻力臂數(shù)值．
（1）請(qǐng)你指出該同學(xué)在b步操作之前漏掉了一個(gè)重要步驟，這個(gè)步驟是調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡
（2）如果實(shí)驗(yàn)中所用鉤碼的質(zhì)量都相等，如果在如甲圖示，杠桿的B處應(yīng)該掛4個(gè)鉤碼，才能使杠桿在水平位置平衡．若鉤碼所掛位置不動(dòng)，將左邊的鉤碼拿掉一個(gè)，要使杠桿仍保持平衡狀態(tài)，應(yīng)將右邊的鉤碼拿掉2個(gè)．
（3）如果在C點(diǎn)改用彈簧測(cè)力計(jì)拉，也使杠桿水平平衡，應(yīng)沿豎直向上方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（4）如果如乙圖示把彈簧測(cè)力計(jì)斜拉，且拉環(huán)固定在支架上（P點(diǎn)），當(dāng)杠桿水平平衡時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)比步驟（3）中的大（選填“大”、“小”）．原因是拉力的力臂比第三次實(shí)驗(yàn)的拉力力臂變變小（選填“變大”或“變小”）了．
（5）由此，總結(jié)出杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂．

Answer 1

分析 （1）探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先把杠桿支在支架上，然后調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，最后才掛鉤碼進(jìn)行探究；
（2）根據(jù)杠桿平衡的條件（F₁L₁=F₂L₂），進(jìn)行計(jì)算；
（3）杠桿在水平位置平衡，力豎直作用在杠桿上，便于確定力臂；根據(jù)阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力促使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，判斷動(dòng)力的方向；
（4）杠桿都在水平位置平衡，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿時(shí)，力臂變小，力變大；
（5））根據(jù)杠桿平衡的條件（F₁L₁=F₂L₂），進(jìn)行解答．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)步驟中，把杠桿的中點(diǎn)支在支架上，就進(jìn)行探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量，沒有考慮杠桿重力對(duì)杠桿平衡產(chǎn)生的影響和便于測(cè)量力臂，所以b步之前漏掉一個(gè)重要步驟：調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；
（2）設(shè)每個(gè)鉤碼的重力為G，每個(gè)格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，根據(jù)杠桿平衡的條件：F₁L₁=F₂L₂可知；
2G×4L=F₂×2L，所以F₂=4G，杠桿的B處應(yīng)該掛4個(gè)鉤碼；
若鉤碼所掛位置不動(dòng)，將左邊的鉤碼拿掉一個(gè)，要使杠桿仍保持平衡狀態(tài)，根據(jù)杠桿平衡的條件：F₁L₁=F₂L₂可知；
G×4L=F₂×2L，所以F₂=2G，杠桿的B處應(yīng)該掛2個(gè)鉤碼，應(yīng)將右邊的鉤碼拿掉2個(gè)；
（3）使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于確定力臂，所以彈簧測(cè)力計(jì)要豎直拉動(dòng)杠桿；圖中鉤碼使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，拉力要使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以彈簧測(cè)力計(jì)要豎直向上拉動(dòng)杠桿；
（4）阻力、阻力臂不變，彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿時(shí)，動(dòng)力臂變小，動(dòng)力增大，所以彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大；
（5）通過此實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂．
故答案為：（1）b；調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；（2）4；2；（3）豎直向上；（4）大；變小；（5）F₁L₁=F₂L₂．

點(diǎn)評(píng) （1）探究杠桿的平衡條件和使用天平稱量物體質(zhì)量時(shí)，操作步驟是大致相同的：首先調(diào)節(jié)杠桿或天平在水平位置平衡，然后在掛鉤碼或往天平盤內(nèi)增加物體和砝碼，使杠桿或天平重新平衡；
（2）探究杠桿平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿在水平位置平衡，力臂變小，力變大，是本實(shí)驗(yàn)經(jīng)�？疾榈膬�(nèi)容．