Question

4．在研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)記錄了三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂L1/m	阻力F2/N	阻力臂L2/m
1	2.0	0.04	4.0	0.02
2	1.0	0.02	0.5	0.01
3	2.5	0.03	1.5	0.05

（1）實(shí)驗(yàn)前沒有掛鉤碼時(shí)，若杠桿右端下傾，可將左端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)，或?qū)⒂叶说钠胶饴菽赶蜃笳{(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡．
（2）在如圖1所示的裝置中，每個(gè)鉤碼重1N（杠桿每格等距，杠桿自重不計(jì)），要使杠桿在水平位置平衡，小張?jiān)贑處應(yīng)掛4個(gè)1N重的鉤碼．
（3）這三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中有一次是錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)次數(shù)是2，由正確實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得杠桿的平衡條件是F₁L₁=F₂L₂．實(shí)驗(yàn)做三次，得到三組數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，這樣做的目的是多次實(shí)驗(yàn)尋找普遍存在的規(guī)律，避免偶然性．
（4）某次實(shí)驗(yàn)中用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉杠桿一端的A點(diǎn)，如圖2所示，杠桿平衡時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F_a，若在A點(diǎn)斜向上拉，杠桿要求在水平位置再次平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F_b，則F_a小于F_b（填“大于、小于、等于”）．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下傾，說明杠桿的重心在支點(diǎn)右側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心左移；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂判斷C處掛鉤碼數(shù)量；
（3）將表格中的已知數(shù)據(jù)代入F₁L₁=F₂L₂中進(jìn)行計(jì)算即可得到答案，實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
（4）杠桿在水平位置平衡，阻力、阻力臂不變，彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿時(shí)，動(dòng)力臂變小，動(dòng)力變大；

解答 解：（1）因?yàn)楦軛U右端下傾，所以應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母都向左移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡；
（2）設(shè)杠桿的每小格長(zhǎng)為L(zhǎng)，根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，3×1N×4L=n×1N×3L，n=4；
（3）杠桿平衡的條件：F₁L₁=F₂L₂；因?yàn)楸砀裰械?次實(shí)驗(yàn)F₁L₁=1×0.02=0.02，而F₂L₂=0.5×0.01=0.005，所以F₁L₁≠F₂L₂．故第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤；
  實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
（4）杠桿平衡時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F_a，若在A點(diǎn)斜向上拉，杠桿要求在水平位置再次平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F_b，杠桿在水平位置平衡，阻力、阻力臂不變，彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿時(shí)，動(dòng)力臂變小，動(dòng)力變大．所以則F_a小于F_b；
故答案為：（1）左； 左；水平；（2）2； F₁L₁=F₂L₂；（3）多次實(shí)驗(yàn)尋找普遍存在的規(guī)律，避免偶然性；（4）小于；

點(diǎn)評(píng) 解決與杠桿平衡條件相關(guān)問題的基本方法：準(zhǔn)確找出題中杠桿的五要素，再將對(duì)應(yīng)的動(dòng)力和動(dòng)力臂、阻力和阻力臂代入杠桿平衡條件，即可求解．