Question

12．在“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）小王同學(xué)把杠稈放在支架后，在沒(méi)有掛鉤碼時(shí)杠桿的位置如圖甲所示．這時(shí)的杠桿處于平衡（選填“平衡”或“不平衡“）狀態(tài)．為使杠稈在水平位置平衡，可只將杠桿左端螺母向右（選填“左”或“右”）邊旋一些．這樣做的目的是方便測(cè)量力臂．
（2）杠桿調(diào)好后，第一組同學(xué)按圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，第二組同學(xué)按圖丙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們討論后一致認(rèn)為第二組實(shí)驗(yàn)更合理，理由是便于測(cè)量力臂；此時(shí)乙、丙兩圖中杠桿平衡時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F₁、F₁′，則F₁′小于F₁；F₁l₁等于F₁′l₁′（選填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）按丙圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)如表中所示，收集多組數(shù)據(jù)的目的是便于尋找具有普遍意義的規(guī)律

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l1/cm
1	0.5	10	1	5
2	0.5	15	1.5	5
3	1.5	20	3	10
4	2	20	4	10

（4）請(qǐng)你寫(xiě)出一個(gè)利用杠桿原理工作的測(cè)量工具：天平．

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；杠桿左端低右端高，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，便于測(cè)量力臂；
（2）探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力的方向與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)；
（3）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）天平是等臂杠桿，天平平衡時(shí)，左盤(pán)物體的質(zhì)量等于右盤(pán)砝碼的質(zhì)量和游碼的質(zhì)量之和．

解答 解：（1）杠桿靜止時(shí)，就是處于平衡狀態(tài)；為使杠桿在水平位置平衡，需要使杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的便于測(cè)量力臂；
（2）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)，因此第二組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與杠桿垂直，便于測(cè)量力臂；由圖乙、丙可知，阻力阻力臂不變，由乙到丙，動(dòng)力臂變大，動(dòng)力變小，即F₁′小于F₁，但F₂L₂=F₁l₁=F₁′l₁′，根據(jù)杠桿的平衡原理動(dòng)力臂變大，動(dòng)力變小，乘積不變；
（3）如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，用同樣的方法一般要做三次實(shí)驗(yàn)，得到三組不同的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，這樣做的目的是便于尋找具有普遍意義的規(guī)律；
（4）天平的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，所以物體質(zhì)量等于砝碼總質(zhì)量與游碼所對(duì)刻度之和．
故答案為：（1）平衡；右；力臂；（2）便于測(cè)量力臂；小于；等于；（3）便于尋找普遍意義的規(guī)律；（4）天平．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生平時(shí)重視實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，重視自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，要學(xué)會(huì)利用杠桿平衡條件解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，學(xué)會(huì)進(jìn)行分析．