Question

探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)
（1）調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在______位置平衡，若杠桿在使用前發(fā)現(xiàn)左端低、右端高，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向______調(diào)節(jié)；
（2）如圖所示，杠桿每格都是等距離，當(dāng)在A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí)，你應(yīng)該如何操作才能使杠桿重新平衡？（實(shí)驗(yàn)時(shí)有10個(gè)相同的鉤碼供你使用）
方法①：______；
方法②：______．
（3）經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，用F₁、F₂、L₁和L₂分別表示動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，可得出杠桿平衡條件為：______；
（4）多次實(shí)驗(yàn)的目的是：______．

Answer 1

解：（1）力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，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)；杠桿重心右移應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向右調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響．
故答案為：水平；右．
（2）從圖中可以看出，杠桿左端力的大小為4G，力臂為3L，力和力臂的乘積是12GL，右邊只要也滿足力和力臂的乘積是12GL即可．總共有10個(gè)鉤碼，已用4個(gè)，因此右端最多掛6個(gè)．有以下幾種方法：
①右端掛6個(gè)鉤碼，掛在2處，滿足力和力臂的乘積=6G×2L=12GL；
②右端掛4個(gè)鉤碼，掛在3處，滿足力和力臂的乘積=4G×3L=12GL；
③右端掛3個(gè)鉤碼，掛在4處，滿足力和力臂的乘積=3G×4L=12GL；
④右端掛2個(gè)鉤碼，掛在6處，滿足力和力臂的乘積=2G×6L=12GL；
故答案為：①在2處掛6個(gè)鉤碼；②在3處掛4個(gè)鉤碼．（答案不唯一，合理即可）
（3）經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，用F₁、F₂、L₁和L₂分別表示動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，杠桿平衡條件可表示為：F₁L₁=F₂L₂．
故答案為：F₁L₁=F₂L₂．
（4）探究杠桿平衡的條件時(shí)，多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律．
故答案為：獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律．
分析：（1）探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)；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，這一調(diào)節(jié)過(guò)程的目的是為了使杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響．
（2）設(shè)杠桿每一個(gè)小格代表L，一個(gè)鉤碼的重為G，當(dāng)杠桿左端的力和力臂的乘積等于杠桿右端的力和力臂的乘積時(shí)，杠桿平衡，否則杠桿不平衡．
（3）杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．
（4）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．
點(diǎn)評(píng)：（1）探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)．
（2）本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，重點(diǎn)是從圖中讀出作用在杠桿上的作用力和力臂，然后先比較杠桿兩端的力和力臂的乘積．
（3）初中物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測(cè)量有些是為了求平均值，使測(cè)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就是為了尋找普遍規(guī)律．