Question

小強(qiáng)在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：
（1）他先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在

水平

位置平衡；他這樣做的好處是

消除杠桿重力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

．而在具體的實(shí)驗(yàn)中小強(qiáng)每次都要將杠桿調(diào)到水平位置靜止，這樣做的目的是

便于直接讀出力臂的大小

．
（2）實(shí)驗(yàn)中，有一組同學(xué)猜想杠桿的平衡條件可能是“動力+動力臂=阻力+阻力臂”．他們經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，獲得了下述數(shù)據(jù)：

動力F1/N	動力臂Ll/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
4	5	5	4

于是，他們認(rèn)為自己的猜想是正確的．你認(rèn)為他們實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題是：

實(shí)驗(yàn)不能只憑一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，必須在多次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過分析才能得出結(jié)論；單位不同的兩個(gè)物理量不能直接相加

．
（3）下表是小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)記錄，在這兩組數(shù)據(jù)中，他發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)序號為

1

的一組數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的．經(jīng)檢查，結(jié)果是測量阻力臂時(shí)讀錯(cuò)了，阻力臂的實(shí)際值應(yīng)為

0.6

m；通過探究，小強(qiáng)得到杠桿的平衡條件是

動力×動力臂=阻力×阻力臂或F₁L₁=F₂L₂

．

實(shí)驗(yàn)序號	動力F1/N	動力臂L1/m	阻力F2/N	阻力臂L2/m
1	2	0.3	l	0.4
2	1	0.4	2	0.2

（4）當(dāng)在A處掛三個(gè)鉤碼如圖所示，要使杠桿平衡應(yīng)在B處掛

4

個(gè)鉤碼（每個(gè)鉤碼質(zhì)量均200g）．拿去B處鉤碼，改在C處用彈簧測力計(jì)豎直向上拉，杠桿平衡時(shí)彈簧測力計(jì)上示數(shù)為

12

N．當(dāng)將彈簧測力計(jì)偏離豎直位置還在C處斜向右上方拉時(shí)，彈簧測力計(jì)上示數(shù)會

變大

．（填“不變”“變大”“變小”）

Answer 1

分析：（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（重力的方向跟杠桿垂直），這樣調(diào)節(jié)便于直接讀取力臂的大小、同時(shí)能夠消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響，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）實(shí)驗(yàn)規(guī)律應(yīng)建立在多次測量的基礎(chǔ)上，以避免得到偶然性的結(jié)論；不同的物理量之間不能直接加減．
（3）根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，進(jìn)行解答．
（4）由杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂．可計(jì)算出所掛鉤碼的多少．根據(jù)杠桿的平衡條件，可計(jì)算出用彈簧測力計(jì)在C點(diǎn)豎直向上拉著杠桿使它水平平衡時(shí)的拉力．阻力和阻力臂不變時(shí)，彈簧測力計(jì)傾斜，動力臂變小，動力變大．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，直到杠桿在水平位置平衡，當(dāng)杠桿在水平位置平衡后，消除杠桿重力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響．小強(qiáng)每次都要將杠桿調(diào)到水平位置靜止，這樣做便于直接讀出力臂的大�。�
（2）這組同學(xué)的猜想：動力+動力臂=阻力+阻力臂，沒有意義，且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)只有一組，應(yīng)多做幾次實(shí)驗(yàn)，得到多組數(shù)據(jù)，分析找到結(jié)論．單位不同的兩個(gè)物理量不能直接相加．
（3）根據(jù)杠桿平衡的條件，2×0.3≠1×0.4，所以第一組數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，并且綜合1、2兩組數(shù)據(jù)可得：動力×動力臂=阻力×阻力臂或F₁L₁=F₂L₂．
（4）在A處距支點(diǎn)4個(gè)格，B處距支點(diǎn)3個(gè)格，A處掛有3個(gè)鉤碼，根據(jù)杠桿平衡原理，則B處應(yīng)掛4個(gè)鉤碼．
設(shè)OA=4，則OC=2
A處3個(gè)鉤碼的重力G_A=m_Ag=3×0.2kg×10N/kg=6N，
∴由杠桿的平衡條件可知：OA?GA=OC?F
∴4×6N=2F
解得F=12N．
彈簧測力計(jì)豎直向上拉杠桿時(shí)，拉力力臂為OC，彈簧測力計(jì)傾斜拉杠桿，拉力的力臂小于OC，拉力力臂變小，拉力變大，彈簧測力計(jì)示數(shù)變大．
故答案為：（1）水平；消除杠桿重力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；便于直接讀出力臂的大�。唬�2）實(shí)驗(yàn)不能只憑一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，必須在多次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過分析才能得出結(jié)論；單位不同的兩個(gè)物理量不能直接相加；（3）1；0.6；動力×動力臂=阻力×阻力臂或F₁L₁=F₂L₂；（4）4；12；變大．

點(diǎn)評：（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)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂．
（2）為使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更令人信服，應(yīng)當(dāng)要求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的取值范圍盡可能大一些，分散一些．
（3）當(dāng)杠桿處于水平位置平衡時(shí)，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�。�