Question

4．小強(qiáng)在探究“杠桿的平衡條件”時(shí)，經(jīng)歷了如下的實(shí)驗(yàn)步驟：
A．調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡；
B．在杠桿的兩邊掛上鉤碼，并移動(dòng)懸掛位置，使杠桿重新平衡；
C．改變動(dòng)力或動(dòng)力臂的大小，并重新調(diào)節(jié)，再次使杠桿平衡；
D．如此多次測量，得到多組數(shù)據(jù)．
（1）小強(qiáng)進(jìn)行步驟A的調(diào)節(jié)的目的是使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響，同時(shí)便于測量力臂；
（2）在步驟C中，當(dāng)小強(qiáng)改變動(dòng)力的大小后，為使杠桿重新平衡，接下來的操作步驟是（多選）ABC
A．改變動(dòng)力臂大小          B．改變阻力大小
C．改變阻力臂大小          D．調(diào)節(jié)平衡螺母
（3）實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)力/N	動(dòng)力臂/cm	阻力/N	阻力臂/cm
1	4	5	2	10
2	1.5	10	3	5
3	2	15	3	10
4	l	20	1	20

分析上表，杠桿平衡條件可表示為：F₁L₁=F₂L₂．
（4）當(dāng)小強(qiáng)進(jìn)一步做如圖所示的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)不再滿足（3）中得到的規(guī)律，請你對此作出評析：由于動(dòng)力的方向沒有與桿垂直，因此此時(shí)的力臂不再等于OA長；．
（5）用彈簧測力計(jì)取代一側(cè)的鉤碼進(jìn)行探究活動(dòng)的最終目的是B
A．便于提供不同方向的拉力      B．便于正確認(rèn)識力臂
C．便于直接讀出拉力的大小      D．便于測量力臂的大�。�

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，重力的方向跟杠桿垂直，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，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）杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．改變動(dòng)力后，要使杠桿仍在水平位置平衡，動(dòng)力臂、阻力、阻力臂，都可以改變．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)總結(jié)結(jié)論．
（4）杠桿受到的力不再豎直方向時(shí)，力臂不等于桿長．
（5）根據(jù)杠桿平衡的條件分析解答．

解答 解：（1）a、為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響，這時(shí)杠桿重力的力臂為零，同時(shí)可從杠桿上直接讀取力臂的大小，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡；
（2）在步驟C中，當(dāng)小強(qiáng)改變動(dòng)力的大小后，為使杠桿重新平衡，接下來的操作步驟是：調(diào)節(jié)動(dòng)力臂大小或調(diào)節(jié)阻力大小或條件阻力臂的大小，使杠桿重新在水平位置平衡．
（3）分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，用F₁、F₂、L₁和L₂分別表示動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，杠桿平衡條件可表示為：F₁L₁=F₂L₂．
（4）如圖，當(dāng)小強(qiáng)將彈簧測力計(jì)斜向左拉時(shí)，拉力的力臂不再等于桿OA長，而是OC長，所以再將OA作為力臂時(shí)是錯(cuò)誤的．
（5）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)用彈簧測力計(jì)拉，若彈簧測力計(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)生對力臂的正確認(rèn)識．
故答案為：水平；
（1）使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響，同時(shí)便于測量力臂；
（2）ABC； 
（3）F₁L₁=F₂L₂；
（4）由于動(dòng)力的方向沒有與桿垂直，因此此時(shí)的力臂不再等于OA長；
（5）B．

點(diǎn)評 本題主要考查對“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的了解．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，這也是我們在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)．