Question

18．在探究“杠桿平衡條件”的實驗中．
（1）把杠桿的中點支在支架上，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；
（2）如圖所示，在支點左側(cè)20cm刻度處掛3個重均為0.5N的鉤碼，在支點右側(cè)15cm刻度處用彈簧測力計拉杠桿，使其在水平位置平衡．要使彈簧測力計示數(shù)最小，彈簧測力計的拉力應(yīng)沿豎直方向，此時測力計計數(shù)為2N；
（3）實驗時若保持鉤碼的個數(shù)和彈簧測力計的位置不變，將鉤碼的位置向左側(cè)移動，則杠桿水平平衡時，彈簧測力計的示數(shù)將增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）．

實驗次數(shù)	鉤碼拉力	力臂	測力計拉力	力臂
1	1	10	1	10
2	2	20	2	20
3	3	30	3	30
4	4	40	4	40

（4）某同學(xué)通過正確的實驗操作后，他得到了如表所示的數(shù)據(jù)，他分析實驗數(shù)據(jù)后得出的結(jié)論是：F₁：F₂=L₁：L₂，這與杠桿平衡條件不相符（填“相符”或“不相符”），分析他的實驗數(shù)據(jù)可知，該同學(xué)實驗中存在的主要問題是A
A、沒有隨機改變實驗中的物理量，所采集的數(shù)據(jù)都過于巧合
B、沒有使測力計傾斜拉動使杠桿水平平衡
C、實驗中不能同時改變兩個或兩個以上的物理量進(jìn)行測量
D、實驗次數(shù)太少，還應(yīng)繼續(xù)增加鉤碼的個數(shù)多做幾組實驗．

Answer 1

分析 （1）實驗前杠桿右側(cè)高左側(cè)低，原因是右側(cè)的力和力臂乘積小于左側(cè)的力和力臂乘積，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，可將左側(cè)的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，減小左側(cè)的力和力臂乘積，使杠桿在水平位置平衡；
（2）當(dāng)把支點到作用點的連線作為動力臂（施力方向與連線垂直）時，動力臂最長、最省力（彈簧測力計示數(shù)最�。�；
知道阻力、阻力臂和動力臂，利用杠桿的平衡條件求動力；
（3）實驗中，若保持鉤碼的個數(shù)和彈簧測力計的位置不變，將鉤碼的位置向左側(cè)移動，根據(jù)杠桿的平衡條件可分析測力計示數(shù)的變化；
（4）實驗中，為了得出具有普遍性的規(guī)律，我們在選擇力與力臂時，應(yīng)使每一組的數(shù)據(jù)都有所不同，這樣最終的結(jié)論才會具有普遍性．

解答 解：（1）杠桿右側(cè)高左側(cè)低，可以將左側(cè)的平衡螺母向右調(diào)，或者將右側(cè)的平衡螺母向右調(diào)（都向右調(diào)），使杠桿在水平位置平衡；
（2）當(dāng)沿豎直向下的方向施力時，動力臂最長，此時最省力，彈簧測力計的示數(shù)最�。�
由圖知，若豎直向下施力，動力臂L₁=15cm，
由題知，阻力F₂=0.5N×3=1.5N，阻力臂L₂=20cm，
根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，
則動力F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{1.5N×20cm}{15cm}$=2N．
（3）實驗時若保持鉤碼的個數(shù)和彈簧測力計的位置不變，將鉤碼的位置向左側(cè)移動，即L₂增大，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂，則杠桿水平平衡時，彈簧測力計的示數(shù)將增大；
（4）根據(jù)實驗得出的結(jié)論：F₁：F₂=L₁：L₂可知，這與杠桿的平衡條件不符．仔細(xì)分析表中的數(shù)據(jù)不難看出，三次實驗F₁和F₂的力臂都相同，只改變鉤碼的重力，使數(shù)據(jù)過于特殊，這是造成最終結(jié)論不具普遍性的原因．故選項C符合題意．
故答案為：（1）水平；（2）豎直；2；（3）增大；（4）不相符；A．

點評 本題考查了探究杠桿平衡條件的實驗過程，從調(diào)節(jié)到實際操作、數(shù)據(jù)分析、原理運用等，考查較為全面，是我們應(yīng)該掌握的重點實驗．