Question

9．小紅、小明和小燕一起探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)：
（1）實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡．然后在杠桿的兩端加掛鉤碼，并移動(dòng)鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，如圖甲所示，并測(cè)出力臂．多次實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)．
多次實(shí)驗(yàn)的目的是：尋求普遍規(guī)律，使得出的結(jié)論更具有普遍性．

（2）小紅將圖甲中杠桿兩側(cè)的鉤碼各取下一個(gè)，杠桿會(huì)左側(cè)下降（選填“右側(cè)下降”或“左側(cè)下降”）．
（3）小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在杠桿兩側(cè)掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，再用彈簧測(cè)力計(jì)取代右側(cè)的鉤碼繼續(xù)探究，如圖乙所示，他這樣做的最終目的是C．
A．便于直接讀出拉力的大小     B．便于測(cè)量力臂的大小     C．便于正確認(rèn)識(shí)力臂
（4）小燕通過實(shí)驗(yàn)探究杠桿平衡時(shí)動(dòng)力和動(dòng)力臂的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)過程中，保持阻力、阻力臂不變，在杠桿水平平衡時(shí)，測(cè)出每一組動(dòng)力臂L₁和動(dòng)力F₁的數(shù)據(jù)，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了F₁與L₁的關(guān)系圖象，如圖丙所示．請(qǐng)根據(jù)圖象推算，當(dāng)L₁為0.1m時(shí)，F(xiàn)₁為6N．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
（2）當(dāng)左右兩側(cè)力與力臂的乘積不相等時(shí)，杠桿會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到在新的位置找到平衡；
（3）從支點(diǎn)到力的作用線的距離叫力臂．杠桿平衡的條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即：F₁l₁=F₂l₂；
（4）由于此題中的阻力和阻力臂不變，故據(jù)杠桿的平衡條件分析即可解決．

解答 解：（1）探究杠桿平衡的條件時(shí)，多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律，使結(jié)論具有普遍性．
（2）根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得：
杠桿在水平位置平衡時(shí)：左邊=3G×2L=6GL；
右邊=2G×3L=6GL；
如果在兩側(cè)鉤碼下再各取下一個(gè)相同的鉤碼后：左邊=2G×2L=4GL；
右邊=G×3L=3GL；
杠桿不再水平平衡，左邊會(huì)下沉．
（3）從支點(diǎn)到力的作用線的距離叫力臂，在杠桿兩側(cè)掛鉤碼，由于重力的方向是豎直向下的，力臂在杠桿上可以直接讀出，當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)拉，若彈簧測(cè)力計(jì)傾斜時(shí)，拉力不再與杠桿垂直，這樣力臂會(huì)發(fā)生變化，相應(yīng)變短，根據(jù)杠桿的平衡條件，力會(huì)相應(yīng)增大，才能使杠桿仍保持平衡，這樣做實(shí)驗(yàn)可以加深學(xué)生對(duì)力臂的正確認(rèn)識(shí)；
（4）由于此題中的阻力和阻力臂不變，據(jù)F₁L₁=F₂L₂可知，利用圖象中任意一組數(shù)據(jù)都能得出，F(xiàn)₂L₂=F₁L₁=0.2m×3N=0.6N•m；
故若當(dāng)L₁為0.1m時(shí)，F(xiàn)₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{0.6N•m}{0.1m}$=6N．
故答案為：（1）尋求普遍規(guī)律，使得出的結(jié)論更具有普遍性；（2）左側(cè)下降；（3）C；（4）6．

點(diǎn)評(píng) 合理運(yùn)用杠桿平衡條件進(jìn)行分析，同時(shí)明確拉力傾斜時(shí)力臂會(huì)變小，這也是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)．