Question

3．甲、乙兩位同學(xué)做探究杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn)，以杠桿中心為支點(diǎn)，如圖甲、乙．
（1）若杠桿右端低左端高，為使其在水平位置上靜止，應(yīng)將左端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)．
（2）如圖甲，杠桿在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)．根據(jù)這一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，甲同學(xué)立即分析得出杠桿的平衡條件，這種做法的不足是：一次實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性．
（3）如圖乙，乙同學(xué)設(shè)計(jì)兩種實(shí)驗(yàn)方案：
第一種彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉，其讀數(shù)為F₁；
第二種彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉，其讀數(shù)為F₂．
分析：第一（選填“一”或“二”）種實(shí)驗(yàn)方案更方便；
同等條件下，兩次彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F₁＜（選填“＜”、“=”或“＞”）F₂．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，乙同學(xué)提出了新的探究問(wèn)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？”乙同學(xué)利用如圖丙裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)杠桿水平平衡時(shí)，與甲同學(xué)得出的杠桿平衡條件不相符，其可能的原因是：杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論有影響．

Answer 1

分析 （1）在調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，應(yīng)將平衡螺母向較高的一端調(diào)節(jié)；
（2）初中物理用實(shí)驗(yàn)探究物理問(wèn)題時(shí)要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，有的是為了多次測(cè)量求平均值來(lái)減小誤差；有的是多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)變化規(guī)律；有的是為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性；
（3）杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂；探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力的方向與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)，斜拉時(shí)，力臂變小力變大；
（4）圖丙中，支點(diǎn)位于動(dòng)力和阻力的右側(cè)，彈簧測(cè)力計(jì)不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響．

解答 解：（1）若杠桿右端低左端高，說(shuō)明右端偏重，應(yīng)將平衡螺母向較高的一端調(diào)節(jié)，即將左邊或右邊的平衡螺母向左端調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；
（2）只根據(jù)一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)總結(jié)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論是不合理的，一次實(shí)驗(yàn)很具有偶然性，要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)，避免偶然性；
（3）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)，若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(lái)，因此第一種實(shí)驗(yàn)方案更方便；
第二種方案中，彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉，動(dòng)力臂減小，根據(jù)杠桿的平衡條件，在阻力和阻力臂都相同的情況下，動(dòng)力臂減小，則動(dòng)力增大，所以，F(xiàn)₁＜F₂；
（4）圖丙中，杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來(lái)的數(shù)值偏大．
故答案為（1）左；（2）一次實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性；（3）一；＜；（4）杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論有影響．

點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)考查探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)調(diào)平和操作，要求平時(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)多加注意，鍛煉自己的實(shí)驗(yàn)操作能力．