Question

2．在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：
（1）所用的器材有帶有刻度的杠桿、鐵架臺(tái)、鉤碼、線（彈簧夾）和彈簧測(cè)力計(jì)等．
（2）首先，將杠桿的中點(diǎn)支在支架上，在調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿如圖1位置靜止，此時(shí)杠桿處于（選填“處于”或“不處于”）平衡狀態(tài)，此時(shí)還應(yīng)調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母，使它向右端旋動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡，這樣的目的是便于直接在杠桿上讀出力臂的大�。�
（3）操作時(shí)，把鉤碼分別掛在杠桿的兩側(cè)，改變鉤碼的個(gè)數(shù)或在杠桿上的位置，使杠桿重新恢復(fù)水平平衡．如圖2所示杠桿的a處已掛著2個(gè)0.5N的鉤碼，要使杠桿平衡，則應(yīng)在杠桿的b處掛上4個(gè)0.5N的鉤碼；實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定的物理量為動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂．
（4）實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)得到的三組數(shù)據(jù)如表所示．這三組數(shù)據(jù)中可以肯定序號(hào)為2的一組有錯(cuò)誤．如果他的操作沒(méi)有錯(cuò)，鉤碼的重力及力臂值也沒(méi)有錯(cuò)，那么產(chǎn)生此組數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的原因是動(dòng)力與阻力的大小記反了（或動(dòng)力臂與阻力臂的大小記反了）．（寫(xiě)出一種即可）

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	動(dòng)力F1（牛）	動(dòng)力臂L1（米）	阻力F2（牛）	阻力臂L2（米）
1	1	0.08	2	0.04
2	2	0.20	1	0.10
3	4	0.10	2	0.20

（5）糾正錯(cuò)誤后可以歸納出杠桿的平衡條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（用文字表達(dá)）．

Answer 1

分析 （1）探究杠桿平衡的條件時(shí)，要利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量力的大小．
（2）若杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，則杠桿處于平衡狀態(tài)；
杠桿右端偏高，說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移，杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上便于測(cè)量力臂大小；
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不再使用平衡螺母調(diào)節(jié)杠桿平衡，而是通過(guò)改變力的大小和力臂的大小實(shí)現(xiàn)的；
根據(jù)杠桿平衡的條件F₁L₁=F₂L₂，可解此題；
根據(jù)杠桿平衡原理，實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定的物理量F₁、F₂、L₁ 和L₂；
（4）杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂；根據(jù)表格中的已知數(shù)據(jù)分別計(jì)算出力和力臂的乘積，比較便可得出結(jié)論；
（5）杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，是我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的正確結(jié)論．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量力的大小，實(shí)驗(yàn)時(shí)要使用彈簧測(cè)力計(jì)；
（2）因?yàn)榇藭r(shí)杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以杠桿處于平衡狀態(tài)；
由圖可知，杠桿右端偏高，可將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；
杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上便于測(cè)量力臂大��；
（3）進(jìn)行探究時(shí)，不能調(diào)節(jié)平衡螺母，只能通過(guò)增減鉤碼個(gè)數(shù)改變拉力大小，或者通過(guò)調(diào)節(jié)鉤碼在杠桿上的位置調(diào)節(jié)力臂大小，使杠桿重新平衡；
由圖可知，左端碼重F₁=2×0.5N=1N，設(shè)一個(gè)格的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，L₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{1N×2L}{2N}$=L，應(yīng)在杠桿的b處掛上4個(gè)0.5N的鉤；
實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定的物理量為：動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂；
（4）因?yàn)楸砀裰械?次實(shí)驗(yàn)F₁L₁=2N×0.2m=0.4N•m；而F₂L₂=1N×0.1m=0.1N•m，所以F₁L₁≠F₂L₂，故2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤；
因?yàn)殂^碼的重力及力臂值沒(méi)有錯(cuò)，那么產(chǎn)生此組數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的原因可能是 動(dòng)力與阻力的大小記反了（或動(dòng)力臂與阻力臂的大小記反了）；
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．
故答案為：（1）彈簧測(cè)力計(jì)；（2）處于；右；水平；便于直接在杠桿上讀出力臂的大��；（3）個(gè)數(shù)； 位置；b；動(dòng)力；動(dòng)力臂；阻力； 阻力臂；
（4）2； 動(dòng)力與阻力的大小記反了（或動(dòng)力臂與阻力臂的大小記反了）；（5）動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，在此實(shí)驗(yàn)中要知道使杠桿在水平位置平衡為了便于測(cè)量力臂．為使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性的規(guī)律，需要多測(cè)幾組數(shù)據(jù)．并且考查了杠桿的平衡條件，F(xiàn)₁L₁=F₂L₂．