Question

【題目】如圖所示，在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中用到的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、鐵架臺(tái)、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)．

（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．此時(shí)，應(yīng)把杠桿左端的平衡螺母向___(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持在___位置并靜止．

（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼（如圖甲所示），為了使杠桿仍在水平位置平衡，可以在B點(diǎn)處掛___個(gè)鉤碼或用彈簧測(cè)力計(jì)拉杠桿．若采用彈簧測(cè)力計(jì)，拉力的方向由豎直向下逐漸向右傾斜時(shí)，為使杠桿仍然保持平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將___(選填“變大”、“變小”或“不變”)，其原因是___.

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問(wèn)題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小明同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于水平平衡時(shí)，測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因可能是___對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了影響.

（4）關(guān)于“杠桿不處于水平位置能否平衡？”小海和小紅意見不同.小海認(rèn)為能平衡，于是他每次讓杠桿傾斜到同一位置靜止，這樣實(shí)驗(yàn)也得出了同樣的杠桿平衡條件.

小海認(rèn)為杠桿平衡不一定是水平的，這種說(shuō)法對(duì)嗎？___（填“對(duì)”或“錯(cuò)”），小海這種方案與小紅讓杠桿在水平位置做實(shí)驗(yàn)的方案相比較，你認(rèn)為小海和小紅哪位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案好？請(qǐng)說(shuō)明理由：答：___的實(shí)驗(yàn)方案好；理由是___.

Answer 1

【答案】左 水平 6 變大 動(dòng)力臂變小了 杠桿自身的重力 對(duì) 小紅 便于測(cè)量力臂

【解析】

（1）杠桿傾斜時(shí)，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)；實(shí)驗(yàn)前先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過(guò)支點(diǎn)，從而可以不考慮杠桿的重力對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)的影響；
（2）由杠桿平衡條件計(jì)算出所掛鉤碼的大��；當(dāng)拉力傾斜時(shí)，會(huì)造成力臂變小，相應(yīng)的力會(huì)變大，這樣才能繼續(xù)平衡；
（3）支點(diǎn)位于動(dòng)力和阻力的右側(cè)，彈簧測(cè)力計(jì)不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響；
（4）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)。

（1）將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動(dòng)，直到杠桿在水平位置靜止；杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大小，同時(shí)杠桿的重心通過(guò)支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響；
（2）杠桿平衡后，若在A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼，則左邊點(diǎn)重力為4G，因?yàn)榱Ρ?/span>OA=3，力臂OB=2,由杠桿的平衡條件（F1l1=F2l2）可知：4G×3=F1×2，實(shí)驗(yàn)F1=6G；故應(yīng)在B點(diǎn)應(yīng)掛6個(gè)鉤碼，才能使杠桿恢復(fù)平衡；

當(dāng)拉力F向右傾斜時(shí)，要保持杠桿仍在水平位置平衡，則拉力F將變大，這是因?yàn)楫?dāng)拉力傾斜時(shí)，拉力F力臂變小，所以力才會(huì)變大；

（3）杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來(lái)的數(shù)值偏大；

（4）杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)都叫杠桿平衡，所以小海的說(shuō)法是對(duì)的；力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，在小紅的實(shí)驗(yàn)方案中，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)。而小海實(shí)驗(yàn)方案中的力臂不便于測(cè)量，所以，小紅的實(shí)驗(yàn)方案好。