Question

10．大夢(mèng)和小夢(mèng)一起做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)．（每個(gè)鉤碼50g，g取10N/kg）

（1）實(shí)驗(yàn)前，為使圖甲的杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向右（選填“右”或“左”）調(diào)整．
（2）杠桿平衡后，小夢(mèng)在圖乙所示的A位置掛上3個(gè)鉤碼，在B位置掛上2個(gè)鉤碼，能使杠桿在水平位置平衡，其目的是便于讀出力臂的長(zhǎng)．
（3）小夢(mèng)取走懸掛在B點(diǎn)的鉤碼，改用彈簧測(cè)力計(jì)在圖丙中的B位置豎直向下拉，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1N．
（4）大夢(mèng)改變了拉力的方向，使彈簧測(cè)力計(jì)在圖丙B位置斜向下拉，當(dāng)杠桿在水平位置再次平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大（選填“變大”“變小”或“不變”）
（5）改變鉤碼的數(shù)量與位置，分別測(cè)出如下表的三組數(shù)據(jù)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)你得出杠桿的平衡條件是F₁L₁=F₂L₂（寫出公式）．多次實(shí)驗(yàn)的目的是得出普遍規(guī)律，避免偶然性．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	2.0	5.0	1.0	10.0
2	2.0	10.0	2.0	10.0
3	4.0	10.0	2.0	20.0

Answer 1

分析 （1）杠桿傾斜時(shí)，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)．
（2）根據(jù)杠桿平衡條件，代入數(shù)據(jù)求出B位置鉤碼的個(gè)數(shù)．杠桿在水平位置平衡是為了便于讀出力臂的長(zhǎng)．
（3）改用彈簧測(cè)力計(jì)在圖丙中的B位置豎直向下拉，所用的拉力與前面所求出的鉤碼的重力相等，據(jù)此可求出拉力的大�。�
（4）根據(jù)杠桿的平衡條件，當(dāng)一端的力與力臂不變時(shí)，改變另一端的力臂，則力也隨之改變．
（5）分析歸納力與力臂的關(guān)系，可得出杠桿的平衡條件．實(shí)驗(yàn)中得出多組數(shù)據(jù)，是為了總結(jié)普遍規(guī)律，避免偶然性．

解答 解：（1）由圖知，杠桿左端下沉，為了使它在水平位置平衡，應(yīng)將右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
（2）設(shè)一個(gè)鉤碼的重力為G，杠桿上一個(gè)小格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，
由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂知，
3G×2L=nG×3L，
解得：n=2，即在圖乙所示的A位置掛上3個(gè)鉤碼，在B位置掛上2個(gè)鉤碼，能使杠桿在水平位置平衡；
實(shí)驗(yàn)中，使杠桿在水平位置平衡的目的是為了便于在杠桿上直接讀出力臂的長(zhǎng)．
（3）由前面的計(jì)算可知，改用彈簧測(cè)力計(jì)在圖丙中的B位置豎直向下拉，所用的拉力與2個(gè)鉤碼所產(chǎn)生的拉力相等，即等于2個(gè)鉤碼的重力，
則F₂=2G=2mg=2×0.05kg×10N/kg=1N；
（4）使彈簧測(cè)力計(jì)在圖丙B位置斜向下拉，則拉力的力臂會(huì)變小，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂知，左側(cè)的力與力臂不變，右側(cè)的力臂變小，則拉力變大．
（5）分析歸納表中三組數(shù)據(jù)，比較力與力臂的關(guān)系，可得出杠桿的平衡條件是F₁L₁=F₂L₂．實(shí)驗(yàn)中得出多組數(shù)據(jù)，是為了總結(jié)普遍規(guī)律，避免偶然性．
故答案為：（1）右；（2）2；便于讀出力臂的長(zhǎng)；（3）1N；（4）變大；（5）F₁L₁=F₂L₂；得出普遍規(guī)律，避免偶然性．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿的平衡條件的探究實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用，本題中涉及實(shí)驗(yàn)到的注意事項(xiàng)，操作要求，杠桿平衡條件的歸納及應(yīng)用等．綜合性強(qiáng)，但總體難度不大．