Question

12．小明和同學(xué)在玩蹺蹺板游戲時(shí)，發(fā)現(xiàn)為使蹺蹺板勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，體重較輕一方通常會(huì)遠(yuǎn)離蹺蹺板的中心，大家在充分觀察和討論之后，決定探究杠桿的平衡條件．
（1）實(shí)驗(yàn)前沒掛鉤碼時(shí)，杠桿的平衡位置如圖所示，此時(shí)應(yīng)將左端的平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)，使杠桿在水平位置平衡．
（2）小明想用彈簧測力計(jì)和鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)提出了兩種方案：一種按圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一種按圖丙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你建議他使用哪個(gè)實(shí)驗(yàn)方案？說明你的理由：乙，便于從杠桿上直接讀取力臂．
（3）小明組根據(jù)表一的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出了杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．
（4）小亮組用丁圖中的裝置完成了三次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)表二中的數(shù)據(jù)得出“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”的結(jié)論，與其他組交流討論后，認(rèn)為剛才的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有片面性，于是他們修改實(shí)驗(yàn)方案，再次探究，請(qǐng)你對(duì)小亮組的實(shí)驗(yàn)提出進(jìn)一步改進(jìn)措施去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計(jì)斜向下拉，記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行總結(jié)．
表一

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	動(dòng)力（N）	動(dòng)力臂L1（cm）	阻力F2（N　）	阻力臂L2（cm）
1	2	4	2	4
2	4	6	3	8
3	6	1	2	3

表二

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	動(dòng)力F1（N）	支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離L1（cm）	阻力F2（N�。�	支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離L2（cm）
1	2	1	1	2
2	4	2	2	4
3	2	3	3	2

Answer 1

分析 （1）杠桿左端低右端高，說明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移，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；
（2）探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)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
（3）先將數(shù)據(jù)中的各自的力與力臂相乘，然后分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出關(guān)系式
（4）從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離叫動(dòng)力臂；從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂．力臂不一定是支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離．探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂，同時(shí)杠桿的重心通過支點(diǎn)，消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響；為得出普遍結(jié)論，用彈簧測力計(jì)拉杠桿，使力與杠桿不垂直，多做幾次實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

解答 解：（1）杠桿左端低右端高，說明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，要使杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
（2）力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，杠桿在水平位置平衡，當(dāng)力的方向與杠桿垂直時(shí)，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來，因此圖乙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)好，此時(shí)彈簧測力計(jì)的拉力與杠桿垂直，力臂直接從杠桿上直接讀�。�
（3）先將數(shù)據(jù)中各自的力與力臂相乘，然后分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出杠桿的平衡條件為：F₁l₁=F₂l₂（或 動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂）；
（4）由實(shí)驗(yàn)裝置可知，小明的“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”的結(jié)論，是在杠桿在水平位置平衡且動(dòng)力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，此時(shí)的力臂正是支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離．
為得出普遍結(jié)論，應(yīng)改變力的方向使力臂不等于支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離，多做幾次實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，故正確的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該是：去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計(jì)斜向下拉，記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行總結(jié)．
故答案為：（1）右；（2）乙，便于從杠桿上直接讀取力臂；（3）動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；
（4）去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計(jì)斜向下拉，記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行總結(jié)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿平衡的條件，在實(shí)驗(yàn)時(shí)我們應(yīng)注意：調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便能直接讀出力臂，杠桿平衡的條件就是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．