Question

11．在“研究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：

（1）實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)圖甲所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)將右邊的鉤碼向右（填“左”或“右”）移動(dòng)3格．
（2）圖甲中杠桿水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤碼下同時(shí)一個(gè)相同的鉤碼，這時(shí)杠桿將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．（填“保持水平平衡”或“順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”或“逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”）．
（3）如表是小華得到的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由此她得出“動(dòng)力+動(dòng)力臂=阻力+阻力臂”的錯(cuò)誤結(jié)論．你認(rèn)為她的造成錯(cuò)誤的原因是什么？一組數(shù)據(jù)具有偶然性，不同的物理量不能相加．

動(dòng)力/N	動(dòng)力臂/cm	阻力/N	阻力臂/cm
3	4	4	3

（4）使杠桿在傾斜一定角度的位置做實(shí)驗(yàn)，也能得出杠桿平衡條件．這種實(shí)驗(yàn)方案與杠桿在水平位置做實(shí)驗(yàn)的方案相比較，你認(rèn)為哪種實(shí)驗(yàn)方案好并說明理由：杠桿在水平位置的實(shí)驗(yàn)方案好，便于測(cè)量力臂．
（5）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？”于是小華同學(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)，實(shí)際測(cè)得的拉力大小比理想狀態(tài)時(shí)的數(shù)值偏大，其原因是：杠桿自身重力對(duì)杠桿的平衡有影響．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿的平衡條件可知，杠桿傾斜時(shí)，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)．利用杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂計(jì)算出右邊的鉤碼所掛的位置，然后與現(xiàn)在的位置右邊4格作比較，得出鉤碼應(yīng)向右移動(dòng)的格數(shù)．
（2）杠桿是否平衡，取決于F₁L₁與F₂L₂的乘積，若F₁L₁=F₂L₂，杠桿平衡；若F₁L₁≠F₂L₂，杠桿就不平衡，會(huì)沿FL的值大的F的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；
（3）小華只由一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)就得出結(jié)論是不可靠的；應(yīng)該多做幾次，得到多組數(shù)據(jù)，分析得出規(guī)律；
（4）杠桿平衡是指杠桿保持靜止不動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)．杠桿可以在任意位置保持平衡但是為了便于測(cè)量力臂，最好是在水平位置保持平衡；
（5）杠桿本身是有重力的，為了消除杠桿本身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，將支點(diǎn)作用在杠桿的重心處即杠桿的中點(diǎn)．

解答 解：（1）由圖示左端下沉．根據(jù)杠桿的平衡條件，為了使它在水平位置平衡，應(yīng)將左邊的螺母向右調(diào)節(jié)；
利用杠桿的平衡條件計(jì)算：左邊=2×3=右邊=1×L₁，所以L₁=6，所以應(yīng)將右邊的鉤碼向右移動(dòng)3格．
（2）將圖甲中的杠桿調(diào)節(jié)水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤碼下同時(shí)增加一個(gè)相同的鉤碼，根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算：左邊=3×3=9；右邊=2×6=12，所以右邊的乘積大于左邊的乘積，杠桿右邊鉤碼的重力方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)．
（3）只從一次實(shí)驗(yàn)研究得出結(jié)論具有偶然性，不具有普遍性，實(shí)驗(yàn)結(jié)論必須在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出，這樣才能有效地避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果偶然性出現(xiàn)．同時(shí)，力和力臂是單位不同的兩個(gè)物理量，不能相加；
（4）杠桿由于自身重力的原因，杠桿右端下沉說明右端力與力臂的乘積大，應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)，使杠桿在水平位置平衡，這樣便于測(cè)量力臂；
（5）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，所以測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．
故答案為：（1）右；3；
（2）順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；
（3）一組數(shù)據(jù)具有偶然性，不同的物理量不能相加；
（4）杠桿在水平位置的實(shí)驗(yàn)方案好，便于測(cè)量力臂；
（5）杠桿自身重力對(duì)杠桿的平衡有影響．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)杠桿的平衡原理，判斷杠桿是否能保持水平平衡只要看“動(dòng)力和動(dòng)力臂的乘積”與“阻力和阻力臂的乘積”是否相等．如果乘積相等，則杠桿平衡；若乘積不等，那么杠桿將向乘積大的一邊下傾．