Question

11．小兔和小猴分蘿卜的故事，相信同學們一定記憶猶新吧，為了平分蘿卜，小猴找了一個小石塊，將蘿卜橫放在石塊上并使蘿卜在水平方向上保持平衡，如圖1所示，在墊石塊處沿豎直方向?qū)⑻}卜切成A、B兩段，兔子得A段，猴子得B段．

【提出問題】如圖1所示，到底誰中計了？
【作出猜想】①小明：A段較重；②小張：B段較重；③小劉：A、B段一樣重．
【設計進行實驗】
（1）請設計一個簡易的實驗，判斷A、B的輕重．
所用器材天平．
操作方法調(diào)節(jié)好天平，分別把兩端蘿卜放入兩個托盤內(nèi)．
現(xiàn)象及結(jié)論下沉的一端的蘿卜較重．
（2）為了進一步研究類似A、B輕重的問題，某同學在一根有等間距刻度的均勻杠桿兩側(cè)掛上每個質(zhì)量相等的鉤碼進行實驗，杠桿靜止于水平狀態(tài)的三次實驗情景如圖2所示．
【分析與論證】
（3）根據(jù)圖2的實驗，可以判斷小明同學的猜想是正確的（選填“小明”、“小張”或“小劉”）．
（4）根據(jù)圖3的實驗，該同學得出的結(jié)論：只要滿足：阻力×阻力作用點到支點的距離=動力×動力作用點到支點的距離．
①這個結(jié)論是否正確？不正確
②用圖3所示的裝置，怎樣通過實驗來說明該結(jié)論是否正確．

Answer 1

分析 （1）可以利用天平判斷A、B的質(zhì)量大小，從而判斷出其輕重；
（3）根據(jù)圖2中的現(xiàn)象判斷力和力臂的大小關系，得出結(jié)論；
（4）當力恰好與杠桿垂直時，力臂的大小等于支點到力的作用點的距離，可改變力的方向來進行實驗做出判斷．

解答 解：（1）要比較A、B的輕重，可利用天平；
操作方法：調(diào)節(jié)好天平后，分別將A、B放入兩個托盤內(nèi)；
現(xiàn)象及結(jié)論：下沉的一端質(zhì)量較大，質(zhì)量越大的越重；
（3）由圖2現(xiàn)象知，力臂較短的一側(cè)力較大，可知A段較重，小明的說法正確；
（4）①根據(jù)杠桿的平衡條件，可知該結(jié)論是錯誤的；
②由以上實驗分析可知，力的方向均與杠桿垂直，此時力臂大小與支點到力的作用點的距離相等，所以可改變力的方向，分別測出對應的拉力，計算出阻力與阻力作用點到支點的距離的乘積、動力與動力作用點到支點的距離的乘積，比較得出結(jié)論．
故答案為：（1）天平；調(diào)節(jié)好天平，分別把兩端蘿卜放入兩個托盤內(nèi)；下沉的一端的蘿卜較重；（3）小明；（4）①不正確；②a．在杠桿左邊的第二格掛上三個鈎碼，多次改變彈簧測力計的拉力方向，使杠桿處于在水平位置平衡，分別讀出彈簧測力計的示數(shù)F1和用刻度尺量出支點到彈簧測力計作用點的距離l1；b．計算出阻力×阻力作用點到支點的距離和動力×動力作用點到支點的距離，就會發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)論不正確．

點評 本題主要考查了對杠桿平衡條件的應用，當杠桿平衡時，兩邊力的大小不一定相等，是力和力臂的乘積相等．