Question

7．如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)．

（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．此時(shí)，應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)．這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測(cè)量力臂且消除材料自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響．
（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼杠桿恰好在原位置平衡．于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂ ．他這樣得出的結(jié)論是否合理？不合理；為什么？實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：杠桿的自身重力對(duì)平衡造成影響．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點(diǎn)右側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心左移，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響；杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
（2）杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂；實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
（3）杠桿的重心不通過支點(diǎn)，則其重力會(huì)對(duì)杠桿的平衡造成影響．

解答 解：
（1）杠桿重心左移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的平衡螺母調(diào)節(jié)方向一致）向左調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就可忽略杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來；
（2）杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
不合理；只通過一次測(cè)量，數(shù)據(jù)具有偶然性，不具備普遍性；
（3）杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿自身的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的測(cè)量不正確．
故答案為：（1）左；便于在杠桿上直接測(cè)量力臂；（2）F₁L₁=F₂L₂ ；（3）不合理； 實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性；（3）杠桿的自身重力對(duì)平衡造成影響．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，從杠桿的調(diào)平、實(shí)驗(yàn)的操作、結(jié)論的得出等方面進(jìn)行了考查．