Question

1．如圖甲所示，在學習了杠桿的 平衡條件后，小真自制了一個提水杠桿，從其 上找一點C用支架支起來．當小真依次在杠桿 上A₁、A₂、A各點施加一個豎直方向的力時，發(fā)現(xiàn)越來越容易提起水桶．根據此現(xiàn)象他提出了以下不同的猜想．

猜想 1：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；
猜想 2：動力×支點到動力作用線的距離=阻力×支點到阻力作用線的距離．
（1）小真利用自制提水杠桿提起水桶時所施加力的方向是豎直向下．
（2）為了驗證自己的猜想是否正確，于是小真和小翔設 計了如圖乙所示的實驗裝置，他們用彈簧測力計在如圖乙 所示的 C 位置分別豎直向上和斜向上對杠桿施力，并使杠 桿在水平位置平衡，讀出拉力的大小分別為F₁和F₂，同時發(fā)現(xiàn)F₁小于F₂，由此可以證明猜想1是錯誤的（選填“正確的”或“錯誤的”）．
（3）小真在做實驗時，細心的小翔發(fā)現(xiàn)當彈簧測力計在 偏離中心線相同角度，杠桿在水平位置平衡時，如圖丙所示，彈簧測力計示數總是相等的．于是他量出了兩種狀態(tài) 下，支點到動力作用線的距離分別為L₁和L₂．若猜想2是正確的，則 L₁等于L₂（選填“小于”、“大于”或“等于”）．
（4）小真認為小翔的發(fā)現(xiàn)非常好，但是為了避免實驗結 論的偶然性，如圖丁所示，他將施力點移到任意一點再做 一次實驗．接下來他們的操作應當是使杠桿在水平位置平衡，并量出支點到動力作用線的距離L₃與L₁或L₂進行比較．
（5）為了更方便的研究杠桿，在物理學中，把支點到力的作用線的距 離稱為力臂．

Answer 1

分析 （1）動力與阻力在杠桿支點的兩側時，為了使杠桿平衡，動力與阻力的方向相同；
（2）當力傾斜作用在杠桿上，杠桿在水平位置平衡，力臂不在杠桿上，力臂變小，阻力和阻力臂不變，彈簧測力計的拉力會變大；
（3）根據杠桿的平衡條件分析為L₁和L₂的大小關系；
（4）杠為了避免實驗結論的偶然性，要多進行幾次實驗；
（5）根據杠桿的力臂概念，進行解答．

解答 解：（1）由圖可知，小真利用自制提水杠桿提起水桶時，動力與阻力在杠桿支點的兩側，所施加力的方向與阻力方向相反，應該豎直向下；
（2）當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂等于支點到力的作用線的距離；
當彈簧測力計傾斜拉動杠桿時，拉力的力臂變小，但是鉤碼阻力和阻力臂不變，根據杠桿的平衡條件，彈簧測力計示數與其力臂的積不變，因此彈簧測力計的拉力會變大，由此可以證明猜想1是錯誤的；
（3）在鉤碼阻力和阻力臂不變，根據杠桿的平衡條件，彈簧測力計示數與其力臂的積不變，在彈簧測力計示數相等時，支點到動力作用線的距離L₁和L₂應該相等，猜想2是正確的；
（4）為了避免實驗結論的偶然性，要多進行幾次實驗，他將施力點移到任意一點再做 一次實驗．接下來他們的操作應當是使杠桿在水平位置平衡，并量出支點到動力作用線的距離L₃與L₁或L₂進行比較；
（5）在物理學中，把支點到力的作用線的距離叫做力臂．
故答案為：（1）豎直向下；（2）錯誤的；（3）等于；（4）使杠桿在水平位置平衡；（5）支點到力的作用線．

點評 本題考查了杠桿平衡條件的應用，當杠桿處于水平位置平衡時，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變小．