Question

7．如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)．

（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．此時(shí)，應(yīng)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(shí)，達(dá)到水平位置平衡．
（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個(gè)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：動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積．他這樣得出的結(jié)論是否合理？不合理；為什么？實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)只有8個(gè)相同的鉤碼，杠桿上每格等距，如圖甲，當(dāng)在A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí)，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡？在C點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼或在D點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼．
（4）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？”于是小組同學(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)，測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：杠桿有自重．
（5）杠桿不處于水平位置能否平衡？甲乙意見不同．甲認(rèn)為能平衡．于是他讓每次杠桿傾斜時(shí)靜止，做這個(gè)實(shí)驗(yàn)也得出了杠桿平衡條件．甲認(rèn)為杠桿平衡不一定是水平的，這種說法對(duì)嗎？對(duì)（選填對(duì)或錯(cuò)），甲這種方案與乙讓杠桿在水平位置做實(shí)驗(yàn)的方案相比較，你認(rèn)為哪個(gè)實(shí)驗(yàn)方案好，并說明理由：乙實(shí)驗(yàn)方案好；理由是便于從杠桿上直接測(cè)出力臂．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點(diǎn)右側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)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(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響；杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來；
（2）杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂；初中物理用實(shí)驗(yàn)探究物理問題時(shí)要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，有的是為了多次測(cè)量求平均值來減小誤差；有的是多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)變化規(guī)律；有的是為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性．
（3）根據(jù)杠桿平衡的條件可解決題目．
（4）杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大�。桓軛U的重心過支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響．

解答 解：（1）當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的平衡螺母調(diào)節(jié)方向一致）向左調(diào)節(jié)，直至杠桿在水平位置平衡；
（2）根據(jù)數(shù)據(jù)可得出了杠桿的平衡條件為：動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積；
只有一次實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是不合理的，一次實(shí)驗(yàn)很具有偶然性，要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)，避免偶然性．
（3）據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，則有4個(gè)×3格=3個(gè)×4格=4個(gè)×3格；
即在C點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼或在D點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼；
（4）杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)都叫杠桿平衡，所以甲的說法是對(duì)的；
力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，在乙的實(shí)驗(yàn)方案中，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來，便于從杠桿上直接測(cè)出力臂．而甲實(shí)驗(yàn)方案中的力臂不便于測(cè)量，所以，乙的實(shí)驗(yàn)方案好．
故答案為：（1）左；水平；（2）動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積；不合理；實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性；（3）在C點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼或在D點(diǎn)掛3個(gè)鉤碼；（4）杠桿有自重；（5）對(duì)；乙；便于從杠桿上直接測(cè)出力臂．

點(diǎn)評(píng) （1）杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
（2）初中物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測(cè)量有些是為了求平均值，使測(cè)得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)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(cè)量就是為了尋找普遍規(guī)律．