Question

11．小明同學(xué)探究“杠桿的平衡條件”．
（1）實(shí)驗(yàn)前，杠桿停在圖1所示的位置，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)該將右端平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使杠桿水平平衡的目的是便于測(cè)量力臂；
（2）調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后，小明進(jìn)行的三次實(shí)驗(yàn)如圖2所示．根據(jù)實(shí)驗(yàn)，他得出杠桿的平衡條件為“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”，你認(rèn)為這個(gè)結(jié)論是錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的，用圖3所示的裝置，怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明該結(jié)論是否正確？改變拉力的方向，保持杠杠在水平位置平衡，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是否變化，若發(fā)生變化，則說(shuō)明結(jié)論錯(cuò)誤．
（3）在圖2（b）裝置的左右兩邊各取下一個(gè)鉤碼后，杠桿會(huì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）．

Answer 1

分析 （1）杠桿的平衡狀態(tài)是指靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)．實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果杠桿不在水平位置平衡，可通過(guò)反向調(diào)節(jié)（向偏高的一端）平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
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（重力的方向跟杠桿垂直），同時(shí)能夠消除杠桿自身重力對(duì)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）杠桿平衡條件探究“動(dòng)力×動(dòng)力臂”與“阻力×阻力臂”之間的關(guān)系，力臂不一定是支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離．
（3）設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿分度值為L(zhǎng)，力和力臂乘積大的一端下沉．

解答 解：
（1）杠桿靜止，所以杠桿處于平衡狀態(tài)．由圖知，杠桿的右端偏高，所以需將平衡螺母向右調(diào)節(jié)．
杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離等于力臂，所以使杠桿在水平位置平衡，是為了便于測(cè)量力臂．
杠桿的平衡條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．所以小明提出的結(jié)論是錯(cuò)誤的．
（2）小明結(jié)論錯(cuò)誤是因?yàn)楦軛U在水平位置平衡，力臂等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，所以要推翻這個(gè)錯(cuò)誤結(jié)論，可以用彈簧測(cè)力計(jì)斜著拉杠桿使其在水平位置平衡．
（3）設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿分度值為L(zhǎng)，左右各取下一個(gè)鉤碼后，
杠桿左端：2G×2L=4GL，
杠桿右端：2G×3L=3GL，
所以杠桿的左端下沉．即逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．
故答案為：（1）右；便于測(cè)量力臂；
（2）不能；改變拉力的方向，保持杠杠在水平位置平衡，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是否變化，若發(fā)生變化，則說(shuō)明結(jié)論錯(cuò)誤；
（3）逆時(shí)針．

點(diǎn)評(píng) 調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡和調(diào)節(jié)天平平衡，操作是相同的，都是平衡螺母向上翹的一端移動(dòng)．杠桿使用前，應(yīng)調(diào)到水平平衡，一是使杠桿的重心調(diào)到支點(diǎn)上，不對(duì)平衡產(chǎn)生影響，二是便于力臂的測(cè)量；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)多做幾次，分析得出結(jié)論：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．