Question

5．某班物理實(shí)驗(yàn)小組做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)：
（一）小明所在的物理實(shí)驗(yàn)小組
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了方便對(duì)力臂的測(cè)量，小明先調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；
（2）實(shí)驗(yàn)中，在杠桿上的A點(diǎn)掛四個(gè)重均為0.5N的鉤碼，用調(diào)好的彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉杠桿上的B點(diǎn)，使杠桿水平平衡，如圖甲所示，測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1N；如果將測(cè)力計(jì)沿圖中虛線方向拉，仍使杠桿在水平位置平衡，則測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大（選填“變大”“不變”或“變小”）．

（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．其原因是沒有考慮杠桿自重的影響．
（二）小華所在的物理實(shí)驗(yàn)小組
（4）小華所在的物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，利用如圖丙所示的裝置，在杠桿支點(diǎn)的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示．有的同學(xué)按現(xiàn)有方案得出如下結(jié)論：“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)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符，原因是實(shí)驗(yàn)過程中B（填字母）．
A．沒有改變力的大小
B．沒有改變力的方向
C．沒有改變力的作用點(diǎn)
D．實(shí)驗(yàn)次數(shù)較少，結(jié)論具有偶然性．
（5）小華又思考了一個(gè)新的問題，她想：假如王亞平的太空授課，也用圖丙裝置探究該實(shí)驗(yàn)，那么王亞平不能（填：能、不能）完成，理由鉤碼失重．

測(cè)量序號(hào)	動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
1	1	20	2	10
2	2	15	1.5	20
3	3	5	1	15

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡時(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．
（2）由杠桿平衡條件可算出拉力大�。粡椈蓽y(cè)力計(jì)斜拉時(shí)，拉力力臂變小，拉力變大．
（3）圖乙中，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．
（4）從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離叫動(dòng)力臂；從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂．
（5）如果失重，原來受重力影響的實(shí)驗(yàn)，都將無(wú)法完成．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了方便對(duì)力臂的測(cè)量，小明先調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來．
（2）由圖可知，根據(jù)杠桿平衡條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，4×0.5N×4格=F×8格，所以拉力大小為F=$\frac{2N×4}{8}$=1N；
彈簧測(cè)力計(jì)斜拉時(shí)，阻力及阻力臂不變，拉力力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件可知拉力變大．
（3）圖乙中，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的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來的數(shù)值偏大．
（4）“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)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(dòng)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(dòng)力或阻力的方向．故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．
（5）杠桿依據(jù)的原理是F₁L₁=F₂L₂，F(xiàn)=G，如果完全失重，則鉤碼重力為零，因此王亞平的太空授課，也用圖丙裝置探究該實(shí)驗(yàn)，那么王亞平不能完成，
故答案為：（1）水平；（2）1；變大；（3）沒有考慮杠桿自重的影響；（4）B；（5）不能；鉤碼失重．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查的是學(xué)生對(duì)器材的操作和杠桿平衡條件的理解和掌握，杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，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，減小了杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，便于測(cè)量力臂．