Question

3．在探究杠桿平衡條件的實驗中：
（1）如圖a所示，要使杠桿在水平位置平衡，可將杠桿左端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)，也可將杠桿右端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)．杠桿在水平位置平衡，此時杠桿自身重力的力臂為零．
（2）調(diào)節(jié)平衡后，在以下實驗過程中不需要（選填“需要”或“不需要”）再調(diào)節(jié)平衡螺母．如圖b所示，左側(cè)掛上鉤碼，在右側(cè)用彈簧測力計（圖中未畫出）拉杠桿，使其在水平位置平衡，為便于測量力臂，應(yīng)使彈簧測力計拉力的方向豎直向下．
（3）若操作過程中，當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)達到量程仍不能使杠桿水平平衡，你認(rèn)為接下來合理的操作是減少左側(cè)鉤碼的數(shù)量或者左側(cè)鉤碼右移．（寫出一條即可）
（4）實驗中測得的數(shù)據(jù)如表所示，填寫好表格中漏填的數(shù)據(jù)①20和 ②1．

測量序號	動力F1/N	動力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
（1）	1	①	2	10
（2）	2	15	1.5	20
（3）	3	5	②	15

（5）有的同學(xué)按現(xiàn)有方案得出如下結(jié)論：“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”．這個結(jié)論與杠桿平衡條件不符，原因是實驗過程中B（填字母）．
A．沒有改變力的大小           B．沒有改變力的方向
C．沒有改變力的作用點        D．實驗次數(shù)較少，結(jié)論具有偶然性．

Answer 1

分析 （1）在研究杠桿的平衡條件實驗中，為了便于讀出力臂，要保持杠桿在水平位置平衡；
（2）力臂是支點到力的作用線的垂直距離．由此分析為便于測量力臂，彈簧測力計拉力的方向；
（3）根據(jù)杠桿平衡條件分析；
（4）知道動力臂、阻力、阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件求出動力，得出數(shù)據(jù)即可．
（5）從支點到動力作用線的垂直距離叫動力臂；從支點到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂．

解答 解：（1）探究杠桿平衡條件中，要保持杠桿在水平位置平衡，通過調(diào)節(jié)平衡螺母來實現(xiàn)，圖中左端偏高，應(yīng)將杠桿左端或右端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)；杠桿在水平位置平衡，重心在杠桿的重點，重力作用線恰好通過支點，所以重力的力臂為零；
（2）調(diào)節(jié)平衡后，在以下實驗過程中不需要再調(diào)節(jié)平衡螺母，力臂是支點到力的作用線的垂直距離．當(dāng)彈簧測力計拉力方向與杠桿垂直時，拉力作用點到支點的距離就是其力臂，這樣便于從杠桿上直接讀出力臂，由圖杠桿水平平衡時拉力方向應(yīng)豎直向下；
（3）當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)達到量程仍不能使杠桿水平平衡，可以換用更大量程的測力計；根據(jù)杠桿的平衡條件，也可以減少左側(cè)鉤碼的數(shù)量或者左側(cè)鉤碼右移；
（4）據(jù)題可知，根據(jù)杠桿平衡條件可得：F₁L₁=F₂L₂；即1N×①=2N×10cm，解得L₁=20N；
同樣3N×5cm=②×15cm，解得F₂=1N；
（5）“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，也就是實驗過程中沒有改變動力或阻力的方向．故選項A、C、D錯誤，選項B正確．
故答案為：（1）左；左；零；（2）不需要；豎直向下；（3）減少左側(cè)鉤碼的數(shù)量或者左側(cè)鉤碼右移；（4）20；1；（5）B．

點評 杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂．