Question

7．學(xué)習(xí)了杠桿知識后，瑤瑤利用身邊的物品來探究杠桿的平衡條件．她所選擇的器材有：鉛筆、橡皮若干（每塊橡皮質(zhì)量為10g）、細(xì)線、刻度尺等．

（1）她將細(xì)線大致系在鉛筆的中部位置，鉛筆靜止后如圖甲所示，若想調(diào)節(jié)鉛筆水平平衡，她應(yīng)將細(xì)線向左（選填“左”或“右”）移動．調(diào)節(jié)鉛筆水平平衡可以消除鉛筆重力對實(shí)驗(yàn)的影響，在實(shí)驗(yàn)測量時(shí)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，請你寫出：便于力臂的測量．
（2）調(diào)節(jié)水平平衡后，她用細(xì)線綁定數(shù)量不等的橡皮掛在杠桿支點(diǎn)兩側(cè)，如圖乙所示．做了幾次實(shí)驗(yàn)后將數(shù)據(jù)記錄在下表中：

次數(shù)	動力F1/N	動力臂l1/m	阻力F2/N	阻力臂l2/cm	F1l1/N•m	F2l2/N•m
1	0.2	0.04	0.4	0.02	0.008	0.008
2	0.2	0.04	0.1	0.08	0.008	0.008
3	0.3	0.05	0.3	0.05	0.015	0.015

記錄數(shù)據(jù)后，同桌的小亮按現(xiàn)有方案得出如下結(jié)論：“動力×支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”，這個(gè)結(jié)論與杠桿平衡條件不相符（選填“相符”或“不相符”）．為了進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)，得出普遍規(guī)律，瑤瑤接下來的做法應(yīng)該是B（A．改變力的大小，B．改變力的方向，C．改變力的作用點(diǎn)．選填“A”、“B”或“C”）
（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，鉛筆水平平衡后（如圖乙），瑤瑤不小心將前端細(xì)長的鉛筆芯弄斷 了（如圖丙），她立刻將鉛筆穩(wěn)住，并將鉛筆芯放到左端細(xì)線下方固定（如圖�。�，則松手后鉛筆B（A．左端下沉，B．右端下沉，C．仍然水平平衡．選填“A”、“B”或“C”）．
（4）學(xué)習(xí)了功的知識后，小杰回看之前杠桿記錄的數(shù)據(jù)，她想能否將表格中F₁L₁/N•m單位N•m換成J？根據(jù)功的定義，你覺得可以換嗎？不可以（選填“可以”或“不可以”）．

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，重力的方向跟杠桿垂直，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，同時(shí)能夠消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
（2）從支點(diǎn)到動力作用線的垂直距離叫動力臂；從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂；
（3）鉛筆芯折斷后，固定在左端細(xì)線下，據(jù)此分析杠桿力臂的變化，根據(jù)杠桿平衡的條件分析解答；
（4）根據(jù)功的概念分析功的單位J與杠桿平衡條件中力與力臂的乘積FL/N•m的不同．

解答 解：
（1）由圖可知，鉛筆靜止后左端下沉，若想調(diào)節(jié)鉛筆水平平衡，應(yīng)將支點(diǎn)向左移動，即細(xì)線向左移動；調(diào)節(jié)鉛筆水平平衡可以消除鉛筆重力對實(shí)驗(yàn)的影響，同時(shí)可從杠桿上直接讀取力臂的大�。�
（2）“動力×支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實(shí)驗(yàn)過程中沒有改變動力或阻力的方向，故B正確；
（3）由丁圖可知，把折斷的鉛筆芯放到左端細(xì)線下方固定，對于杠桿來說，杠桿兩側(cè)的重力不變，但是杠桿左側(cè)的力臂變短，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，
G_左L_左＜G_右L_右，杠桿不能在水平位置平衡，杠桿右端下沉，故B正確；
（4）功等于力與物體在力的方向上通過距離的乘積，功的單位是焦耳（J），杠桿平衡條件中力與力臂垂直，所以力與力臂的乘積FL/N•m不是功，所以不能把表格中F₁L₁/N•m單位N•m換成J．
故答案為：（1）左；便于力臂的測量；（2）不相符；B；（3）B；（4）不可以．

點(diǎn)評 此題是探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，考查了杠桿的調(diào)平，及實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題，在實(shí)驗(yàn)中為得到普遍性的規(guī)律，應(yīng)多測幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．