Question

3．如圖所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個．
（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．此時，應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，保持水平并靜止，達到平衡狀態(tài)．這樣做的好處是：方便測量力臂．
（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位置平衡．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？用實驗來探究物理規(guī)律時，只有一次實驗，實驗結(jié)論具有偶然性．
（3）為了避免上面買的問題，小明又如圖乙用彈簧測力計在C處豎直向上拉，杠桿保持平衡．若彈簧測力計逐漸向右傾斜，仍然使杠桿保持平衡，拉力F變大（選填“變小”、“變大”或“不變”）．
（4）實驗結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學利用如圖2所示裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：杠桿自身重力對實驗結(jié)論有影響．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點右側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應使杠桿重心左移，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響；杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來．
（2）實驗時，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律．
（3）阻力和阻力臂不變時，彈簧測力計傾斜，動力臂變小，動力變大．
（4）圖丙中，支點位于動力和阻力的右側(cè)，彈簧測力計不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響．

解答 解：
（1）杠桿右端下沉，應將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來．
（2）小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位置平衡．
小明便得出了杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂；
實驗中只有一次實驗就總結(jié)實驗結(jié)論，實驗結(jié)論很具有偶然性，不具有普遍性，因此這樣得出的結(jié)論不合理．
（3）圖乙中，彈簧測力計豎直向上拉杠桿時，拉力力臂為OC，彈簧測力計逐漸向右傾斜拉杠桿，拉力的力臂小于OC，拉力力臂變小，拉力變大，彈簧測力計示數(shù)變大．
（4）圖丙中，杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數(shù)值偏大．
故答案為：
（1）左；水平；方便測量力臂；
（2）；F₁L₁=F₂L₂；不合理；用實驗來探究物理規(guī)律時，只有一次實驗，實驗結(jié)論具有偶然性；
（3）變大；
（4）杠桿自身重力對實驗結(jié)論有影響．

點評 （1）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首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
（2）初中物理實驗進行多次測量有些是為了求平均值，使測得的數(shù)據(jù)更準確，有些是為了尋找普遍規(guī)律，探究杠桿平衡的條件多次測量就是為了尋找普遍規(guī)律．