Question

10．在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：

（1）小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端低左端高，要使它在水平位置平衡，小明應(yīng)向左調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，這樣做的主要目的是便于測量力臂．
（2）小明將四個(gè)重力均為0.5N的鉤碼掛在杠桿左端后，又將彈簧測力計(jì)鉤在杠桿A處的細(xì)線上（如圖1所示）．要使杠桿在水平位置平衡，且彈簧測力計(jì)的示數(shù)最小，則小明應(yīng)沿豎直向下 方向拉彈簧測力計(jì)．在此情況下，小明讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)為4.2N．小明對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析后得到的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．你認(rèn)為他這樣就得出結(jié)論是否合理？判斷后并簡述理由：不合理，只進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論不具有普遍性．
（3）下列實(shí)驗(yàn)中有一個(gè)多次實(shí)驗(yàn)的目的和本實(shí)驗(yàn)相同，它是D
A、測量一枚硬幣的厚度時(shí)，先測量10枚硬幣的厚度
B、探究壓力的作用效果與壓力的關(guān)系
C、測量定值電阻的阻值
D、探究光的反射規(guī)律時(shí)多次改變?nèi)肷浣?br />（4）如圖2所示，用彈簧測力計(jì)在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)將變大（變大/變小/不變）．
（5）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3所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：杠桿自重的影響．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)是必須是沿豎直方向拉動(dòng)，否則力臂不準(zhǔn)確．
小華只由一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)就得出結(jié)論，應(yīng)該多做幾次，得到多組數(shù)據(jù)，分析得出規(guī)律；
（3）多次測量的目的有兩個(gè)：將測量數(shù)據(jù)取平均值，減小誤差；總結(jié)規(guī)律，避免結(jié)論的片面性；
（4）當(dāng)彈簧測力計(jì)傾斜拉杠桿時(shí)，動(dòng)力臂減小，阻力和阻力臂不變，動(dòng)力會(huì)增大．
（5）圖3中，支點(diǎn)位于動(dòng)力和阻力的右側(cè)，彈簧測力計(jì)不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響．

解答 解：（1）杠桿不在水平位置，右端低左端高，則重心應(yīng)向左移動(dòng)，故應(yīng)向左調(diào)節(jié)左端或右端的平衡螺母，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，便于測量力臂；
（2）阻力與阻力臂一定時(shí)，由杠桿平衡條件可知，當(dāng)動(dòng)力臂最大時(shí)，動(dòng)力最小，力的作用點(diǎn)與支點(diǎn)一定，最大力臂為支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，力應(yīng)與杠桿垂直，為使拉力最小，應(yīng)豎直向上拉彈簧測力計(jì)；
為得出普遍結(jié)論，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小明只進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就得出結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)論不具有普遍性，具有偶然性，實(shí)驗(yàn)結(jié)論不合理．
（3）本實(shí)驗(yàn)是通過多次實(shí)驗(yàn)尋找規(guī)律；
A、測量一枚硬幣的厚度時(shí)，先測量10枚硬幣的厚度，用了累積法，故A不符合題意；
B、探究壓力的作用效果與壓力的關(guān)系，用了控制變量法，故B不符合題意；
C、測量定值電阻的阻值，多次實(shí)驗(yàn)取平均值，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，故C不符合題意
D、探究光的反射規(guī)律時(shí)多次改變?nèi)肷浣�，多次�?shí)驗(yàn)尋找規(guī)律，故D符合題意．
故選D．
（4）彈簧測力計(jì)豎直向上拉杠桿時(shí)，動(dòng)力臂是OB，當(dāng)彈簧測力計(jì)傾斜拉杠桿時(shí)，動(dòng)力臂是OD，動(dòng)力臂減小，阻力和阻力臂不變，動(dòng)力會(huì)變大．
（5）圖3中，杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿的重力對杠桿轉(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．
故答案為：（1）向左調(diào)節(jié)平衡螺母；便于測量力臂；（2）豎直向下；不合理，只進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論不具有普遍性；（3）D；（4）變大；（5）杠桿自重的影響．

點(diǎn)評 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．初中物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測量有些是為了求平均值，使測得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，有些是為了尋找普遍規(guī)律，探究杠桿平衡的條件多次測量就是為了尋找普遍規(guī)律．