Question

12．如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干．

（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)把杠桿兩端的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)．這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測(cè)量力臂．
（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，在B點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼杠桿恰好在原位置平衡，如圖甲所示．于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂．他這樣得出的結(jié)論是否合理？不合理，為什么？只進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)，結(jié)論具有偶然性．
（3）如圖乙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大（變大/變小/不變），其原因是拉力F的力臂變短了．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“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？”于是小組同學(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平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：杠桿自重的影響．

Answer 1

分析 （1）為了便于測(cè)量力臂，在調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，應(yīng)將平衡螺母向較高的一端進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其在水平位置平衡；
（2）初中物理用實(shí)驗(yàn)探究物理問題時(shí)要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，有的是為了多次測(cè)量求平均值來減小誤差；有的是多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)變化規(guī)律；有的是為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性．
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件，若其它條件不變，動(dòng)力臂越小，所需動(dòng)力越大．
（4）杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大小；杠桿的重心過支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響．

解答 解：（1）杠桿右端下沉，則左端上翹，應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)．這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測(cè)量力臂．
（2）設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿上一個(gè)小格為L，
所以，4G×3L=6G×2L，
∴杠桿平衡條件：F₁L₁=F₂L₂．
小明只通過一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)便得出結(jié)論，是不合理的，一次實(shí)驗(yàn)很具有偶然性，要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)，避免偶然性；
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，其它條件不變，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，拉力的力臂減小，所以拉力將變大；
（4）用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，杠桿的重心沒有通過支點(diǎn)，杠桿的重對(duì)杠桿平衡有影響．
故答案為：（1）左；水平；力臂；
（2）F₁L₁=F₂L₂； 不合理；只進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)，結(jié)論具有偶然性；
（3）變大；拉力F的力臂變短了；
（4）杠桿自重的影響．

點(diǎn)評(píng) 探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，便于測(cè)量力臂大小，杠桿的重心通過支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響，使實(shí)驗(yàn)簡單化，便于探究．