Question

12．小明在探究杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，以杠桿中點(diǎn)為支點(diǎn)．

（1）如圖甲所示，在調(diào)節(jié)好的杠桿兩邊掛上鉤碼后，杠桿又在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)這一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小明立即分析得出杠桿的平衡條件，小明這種做法的不足是：僅憑一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)得出的結(jié)論具有偶然性．
（2）如圖乙所示，小明設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：第一種，彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉，其讀數(shù)為F₁；第二種，彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉，其讀數(shù)為F₂，兩次彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F₁＜（選填“＜”、“=”或“＞”）F₂；第二種實(shí)驗(yàn)方案自找麻煩（選填“有必要”或“自找麻煩”），理由是不便于力臂的測(cè)量．
（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？”于是小組同學(xué)利用如圖丙所示裝置進(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：杠桿的自重影響了杠桿平衡條件的探究．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)變化規(guī)律，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性；
（2）杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂；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）圖丙中，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．

解答 解：
（1）只有一次實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是不合理的，一次實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論具有偶然性，要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)，以避免偶然性；
（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)，因此第一種實(shí)驗(yàn)方案更方便，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與杠桿垂直，能從杠桿上直接讀力臂，而第二種不便于力臂的測(cè)量；因?yàn)榈谝环桨傅膭?dòng)力臂要大于第二種方案的動(dòng)力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件，在阻力和阻力臂都相同的情況下，動(dòng)力臂越大的越省力，所以，F(xiàn)₁＜F₂；
（4）利用如圖丙所示裝置進(jìn)行探究，杠桿的重心沒(méi)有通過(guò)支點(diǎn)，杠桿的自重對(duì)杠桿平衡有影響．
故答案為：（1）僅憑一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)得出的結(jié)論具有偶然性；（3）＜；自找麻煩；不便于力臂的測(cè)量； （4）杠桿的自重影響了杠桿平衡條件的探究．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn)，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，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；初中物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測(cè)量有些是為了求平均值，使測(cè)得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，有些是為了尋找普遍規(guī)律，探究杠桿平衡的條件多次測(cè)量就是為了尋找普遍規(guī)律．