Question

某實(shí)驗(yàn)小組做“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)：（不考慮杠桿自重和摩擦）
（1）實(shí)驗(yàn)前，在沒有掛鉤碼時，小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)杠桿停止時處于如圖1所示的位置，此時杠桿處于______（填“平衡”或“不平衡”）狀態(tài)，則應(yīng)將左端的平衡螺母向______調(diào)（選填“右”或“左”），使杠桿在______位置平衡；杠桿平衡后，若在a點(diǎn)掛2個50g鉤碼，那么在b點(diǎn)應(yīng)該掛______個50g鉤碼才能使杠桿恢復(fù)平衡．
（2）三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格如下：

實(shí)驗(yàn)序號	動力F1（牛）	動力臂L1（厘米）	阻力F2（牛）	阻力臂L2（厘米）
1	2	4	2	4
2	4	6	3	8
3		8	4	6

明小組用如圖2所示進(jìn)行第3次實(shí)驗(yàn)，彈簧測力計(jì)的所示如圖3所示，則動力F₁=______N
②分析三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)第3次實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)示數(shù)偏大，檢測彈簧測力計(jì)發(fā)現(xiàn)完好無損，原因可能是______．
（3）在探究中．有一組同學(xué)猜想扛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)獲得了下列數(shù)據(jù)：

動力F1/N	動力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
4	5	5	4

于是，他們認(rèn)為自己的猜想得到了驗(yàn)證．你認(rèn)為他們的實(shí)驗(yàn)探究過程存在什么問題？______、______（列出兩點(diǎn)）
（4）通過探究，大家得出了杠桿平衡條件．生活中的鑷子應(yīng)用了該實(shí)驗(yàn)中的第______次實(shí)驗(yàn)原理．

Answer 1

解：（1）實(shí)驗(yàn)前沒有掛鉤碼時，如圖1所示，杠桿沒有處于平衡狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下傾，應(yīng)將杠桿兩端的螺母向右端移動，使杠桿在水平位置平衡；
設(shè)一個鉤碼重為G，杠桿上一個格為L，根據(jù)杠桿平衡條件：2G×3L=F₂×2L，所以F₂=3G，即b點(diǎn)應(yīng)該掛3個鉤碼；
（2）①圖中彈簧測力計(jì)的分度值是0.2N，指針指在3N下面第3個小格上，因此彈簧測力計(jì)讀數(shù)為3N+0.2N×3=3.6N；
②第3次實(shí)驗(yàn)中，拉力的方向向右傾斜，導(dǎo)致阻力臂偏小，根據(jù)杠桿平衡條件，動力、動力臂不變時，阻力臂變小，阻力就會變大，因此彈簧測力計(jì)的示數(shù)變大；
（3）他們只測出了一組數(shù)據(jù)并且還將兩個單位不同的物理進(jìn)行相加，這是錯誤的；
（4）釣魚竿是費(fèi)力杠桿，動力臂小與阻力臂，目的是省距離，應(yīng)用了實(shí)驗(yàn)中的第2次實(shí)驗(yàn)原理．
故答案為：（1）不平衡；右；水平；3；（2）3.6；彈簧測力計(jì)沒有豎直向下拉；（3）實(shí)驗(yàn)只憑一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論；將單位不同的兩個物理量相加；（4）2．
分析：（1）實(shí)驗(yàn)前先要調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使其在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過支點(diǎn)，從而可以不考慮杠桿的重力對其轉(zhuǎn)動的影響；根據(jù)杠桿平衡條件求出b點(diǎn)掛鉤媽的個數(shù)；
（2）①彈簧測力計(jì)讀數(shù)時要看清分度值，根據(jù)指針的位置讀數(shù)；
②由圖可見，第3次實(shí)驗(yàn)中拉力的方向沒有豎直向下，導(dǎo)致力臂不能從杠桿上正確讀出．
（3）杠桿平衡條件是規(guī)律性結(jié)論，必須經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證才行，只有一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，偶然性太大，不能反映普遍規(guī)律；單位不同的兩個量是不能相加的；
（4）杠桿按動力臂和阻力臂大小的關(guān)系分為省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿．
點(diǎn)評：（1）探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，此時力與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
（2）本實(shí)驗(yàn)探究題，難點(diǎn)是分析學(xué)生出錯的原因，本實(shí)驗(yàn)中的結(jié)論是普遍規(guī)律，必須經(jīng)過多次測量才能得出．
（3）杠桿可分為三類：
①省力杠桿：動力臂大于阻力臂，省力費(fèi)距離，如起子、剪鐵皮的剪刀等；
②費(fèi)力杠桿：動力臂小于阻力臂，費(fèi)力省距離，如鑷子、釣魚竿、理發(fā)用的剪子；
③等臂杠桿：動力臂等于阻力臂，既不省力也不省距離，如天平．