Question

19．如圖所示漫畫(huà)描繪的是猴子和兔子分蘿卜的情景，究竟誰(shuí)分得的蘿卜重，三位同學(xué)提出了自己的猜想：甲認(rèn)為：猴子勝利了；乙認(rèn)為：兔子勝利了；丙認(rèn)為：猴子和兔子誰(shuí)也沒(méi)有沾光．到底誰(shuí)的猜想正確呢？

（1）為此，三位同學(xué)利用杠桿設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證．若在沒(méi)有掛鉤碼時(shí)杠桿的平衡位置如圖1所示，則他們應(yīng)將杠桿左端的螺母向右（選填“左”或“右”）邊旋一些，才能使杠桿在水平位置平衡，使杠桿在水平位置平衡的主要目的是便于測(cè)量力臂．
（2）若三同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)的現(xiàn)象如圖2所示，根據(jù)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以判斷猜想正確的同學(xué)是甲（選填“甲”、“乙”或“丙”）．

（3）根據(jù)圖2的實(shí)驗(yàn)，三同學(xué)還得出結(jié)論：只要滿足“動(dòng)力×動(dòng)力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離=阻力×阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離”，杠桿就能平衡．
①你認(rèn)為這個(gè)結(jié)論是錯(cuò)誤的（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）．
②如何用圖3的裝置來(lái)驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)出你的方法．

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)；
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)；
（2）從三幅中可看出，當(dāng)鉤碼的個(gè)數(shù)越少時(shí)，其力臂就越長(zhǎng)，由杠桿的平衡條件可得甲同學(xué)的猜想是正確的；
（3）杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂；力臂是指支點(diǎn)到力的作用線的距離；為得出普遍結(jié)論，用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿，使力與杠桿不垂直，多做幾次實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

解答 解：
（1）由圖知，右端偏高，為使杠桿在水平位置平衡，需要將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
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(lái)；
（2）三幅圖中左邊鉤碼個(gè)數(shù)和力臂都不變，但右邊隨著鉤碼個(gè)數(shù)的減少，力臂在變大．可得重力越大，其力臂越小．即甲同學(xué)猜想正確；
（3）他的結(jié)論不正確；
杠桿在水平位置平衡，并且動(dòng)力和阻力垂直作用在杠桿上，此時(shí)動(dòng)力臂和阻力臂都在杠桿上，“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”成立；當(dāng)動(dòng)力和阻力不垂直作用在杠桿上，動(dòng)力臂和阻力臂小于支點(diǎn)和作用點(diǎn)之間的距離，“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”不成立．
為得出普遍結(jié)論，應(yīng)改變力的方向使力臂不等于支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離，多做幾次實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，故正確的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該是：保持彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用點(diǎn)的位置不變，用彈簧測(cè)力計(jì)斜向上拉．
故答案為：（1）右；便于測(cè)量力臂；（2）甲；（3）①錯(cuò)誤；②保持彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用點(diǎn)的位置不變，用彈簧測(cè)力計(jì)斜向下拉．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于杠桿平衡條件的理解，解題的關(guān)鍵是理解力臂的概念，它是指從支點(diǎn)到力的作用線的距離．用所學(xué)的杠桿的平衡條件解釋分蘿卜問(wèn)題，并采用漫畫(huà)的形式，比較新穎，好題．