Question

13．在做研究杠桿平衡的條件實驗時，應先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；如發(fā)現(xiàn)杠桿如圖1所示右端偏高，則可將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)．在實驗過程中，如果發(fā)現(xiàn)杠桿如圖2所示處于靜止，則杠桿不平衡（填“平衡”或“不平衡”），要使杠桿在水平位置平衡，可以通過左邊鉤碼向右移動一格 （填寫一種可行的做法即可）．

小紅根據(jù)圖3所示的實驗現(xiàn)象得出的杠桿平衡條件是：“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”．
（1）為了說明這一結(jié)論并不正確，請你在圖4所示的杠杠B點上畫出需要對杠杠施加的力的示意圖．
（2）如圖4所示，小華將兩個重力均為0.5N的鉤碼掛在杠桿左端A點后，又將彈簧測力計鉤在杠桿B點處的細線上．要使杠桿在水平位置平衡，且彈簧測力計的示數(shù)最小，小華應沿豎直向下 方向拉彈簧測力計．在此情況下，小華讀出彈簧測力計示數(shù)為0.5N．小華對這次實驗數(shù)據(jù)分析后得到杠桿平衡的條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂．你認為他這樣就得出結(jié)論是否合理？不合理；簡述理由：沒有多做幾次實驗，得到多組數(shù)據(jù)，分析得出結(jié)論．

Answer 1

分析 實驗過程中，左邊下沉，說明水平時左邊的力與力臂乘積較大，應減小左邊的力與力臂的乘積或增大右邊的力與力臂的乘積．
（1）小紅得出的杠桿平衡條件是：“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，不一定帶有普遍性．因此在此實驗中為驗證不是力與支點到力的作用點的距離的乘積，所以再設計一個方向不在豎直方向的拉力的杠桿平衡．
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，右邊力與力臂的乘積一定，左邊要使力最小，力臂應最大；
小華只由一次實驗的數(shù)據(jù)就得出結(jié)論，應該多做幾次，得到多組數(shù)據(jù)，分析得出規(guī)律．

解答 解：實驗前先要調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使其在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過支點，從而可以不考慮杠桿的重力對其轉(zhuǎn)動的影響；
如圖1所示右端偏高，應將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)；
如圖2所示杠桿處于靜止，則杠桿不平衡；
若要使杠桿在水平位置平衡，可以通過左邊鉤碼向右移動一格，以減小左邊力與力臂的乘積，達到與右邊的力與力臂的乘積相等．
（1）因杠桿仍在水平位置平衡，所以設計的拉力方向不要與杠桿垂直即可，如圖：
支點到力的作用點的距離不再是力臂，這樣做研究杠桿平衡的條件實驗，
得到結(jié)論就不能是：動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離．
故杠杠施加的力的示意圖和這個力的力臂如圖所示：

（2）力與力臂的乘積一定時，力臂最大為支點到力的作用點的距離，此時力應豎直向下．小華應進行多次試驗，分析多組數(shù)據(jù)去總結(jié)結(jié)論．
故答案為：水平；右；不平衡；將左邊鉤碼向右移動一格；
（1）如上圖；
（2）豎直向下；不合理；沒有多做幾次實驗，得到多組數(shù)據(jù)，分析得出結(jié)論．

點評 解題關(guān)鍵有兩點：
一是知道杠桿的重力方向通過支點，就不會對杠桿平衡產(chǎn)生影響；
二是在實驗過程中不能再調(diào)節(jié)平衡螺母．
三注意力臂與支點到力的作用點的距離，不能相提并論，它們相等是有條件的．