Question

14．小林在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗中：
（1）把杠桿掛在支架上，觀察到杠桿左端下沉，當(dāng)他去調(diào)節(jié)螺母時，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)螺母已丟失，聰明的小林在右（“左”或“右”）側(cè)末端纏些透明膠就使杠桿在水平位置平衡了．
（2）接著小林在杠桿的兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，保持杠桿在水平位置平衡，改變鉤碼數(shù)量與位置，獲取三組測量數(shù)據(jù)，其目的是：使結(jié)論具有普遍性．
（3）某次測量中，如圖甲所示的杠桿已處于平衡狀態(tài)．若小林在兩邊鉤碼下方各拿走兩個鉤碼，杠桿左（“左”或“右”）端將下沉．為使杠桿恢復(fù)水平平衡，小林應(yīng)將左側(cè)剩余的兩個鉤碼移至D處（填字母）．
（4）在實(shí)驗結(jié)束時，小林想到家里媽媽常用的擠水膠棉拖把，主要結(jié)構(gòu)如圖乙所示，使用前將棉頭浸泡于水中吸水，再向后拉動“拉手”A，使之繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動，膠棉夾將棉頭中多余水分?jǐn)D出．請在圖乙中畫出拉力F的力臂L，此拖把中的“拉手”屬于省力杠桿（填“省力”或“費(fèi)力”）．

Answer 1

分析 （1）杠桿平衡調(diào)節(jié)原則是：右低將平衡螺母左調(diào)，左低將平衡螺母右調(diào)．調(diào)節(jié)螺母的本質(zhì)是使移動杠桿的重心在支點(diǎn)上，這時杠桿平衡．如無螺母，也可采取其他措施，移動杠桿的重心到支點(diǎn)，使杠桿平衡．觀察到杠桿左端下沉，所以可在杠桿右側(cè)末端適當(dāng)纏些透明膠就使杠桿在水平位置平衡了．
（2）實(shí)驗時，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)驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
（3）若杠桿平衡，再從兩邊鉤碼下方各拿走鉤碼，分析杠桿的平衡，可先分別算出此時的F₁L₁和F₂L₂大小進(jìn)行比較確定．
（4）從支點(diǎn)O向動力F的作用線作垂線段即為動力臂L；
結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗，判斷拉手在使用過程中，動力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿．

解答 解：
（1）在杠桿調(diào)平時，觀察到杠桿左端下沉，說明水平時重心在支點(diǎn)左邊，使重心右移，杠桿才能平衡，在沒有螺母的情況下，在右側(cè)末端纏些透明膠能使杠桿重心向右移動，纏適量透明膠，當(dāng)重心到支點(diǎn)處，杠桿就平衡了．
（2）探究杠桿平衡的條件時，多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實(shí)驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律，使結(jié)論具有普遍性．
（3）小明在兩邊鉤碼下方各拿走兩個鉤碼，此時左邊剩2個鉤碼，右邊剩1個鉤碼，左邊：F₁×L₁=2個×3格，右邊：F₂×L₂=1個×4格，F(xiàn)₁×L₁＞F₂×L₂，杠桿左邊下沉．
為使杠桿恢復(fù)水平平衡，設(shè)鉤碼重為G，杠桿每小格為L．根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂，得：
L₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{G×4L}{2G}$=2L，所以小明應(yīng)將左側(cè)剩余的兩個鉤碼移至D處．
（4）從支點(diǎn)O向動力F的作用線作垂線段即為動力臂L，如圖所示：

該拖把中的“拉手”的支點(diǎn)在O點(diǎn)，當(dāng)手拉動拉手時，拉力是動力，動力作用點(diǎn)在拉手末端，膠棉夾對拉手的阻力作用點(diǎn)在中間位置，所以動力臂大于阻力臂，屬于簡單機(jī)械中的省力杠桿．
故答案為：（1）右；（2）使結(jié)論具有普遍性；（3）左；D；（4）省力．

點(diǎn)評 本題主要考查學(xué)生對實(shí)驗出現(xiàn)問題時的分析處置能力，以及杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂運(yùn)用．