Question

11．在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）小科同學(xué)先把杠桿的中點(diǎn)支在支架上，杠桿靜止在如圖甲所示的位置，此時(shí)杠桿處于平衡（選填“平衡”或“不平衡”）狀態(tài)．

（2）進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作后，得到的數(shù)據(jù)為F₁=6N，L₁=20cm、F₂=4N和L₂=30cm，小科根據(jù)這些數(shù)據(jù)就得出探究結(jié)論，小明認(rèn)為不合理，理由是一次實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)有偶然性，不能反映普遍規(guī)律．
（3）小科想利用杠桿的平衡條件來(lái)測(cè)量刻度尺的質(zhì)量．
①將刻度尺平放在支座上，左右移動(dòng)刻度尺，找出能夠使刻度尺在水平位置保持平衡的支點(diǎn)位置，記下這個(gè)位置，它就是刻度尺的重心；
②如圖乙所示，將質(zhì)量為M₁的物體掛在刻度尺左邊某一位置，使刻度尺能夠在支座上重新保持水平平衡，記錄物體懸掛點(diǎn)到支座的距離L₁和刻度尺的重心到支座的距離L₂；
③根據(jù)杠桿的平衡條件，可以計(jì)算出刻度尺的質(zhì)量m=$\frac{{M}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$（用題目中所給物理量表示）

Answer 1

分析 （1）杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)都稱(chēng)為杠桿平衡；
（2）杠桿平衡條件是規(guī)律性結(jié)論，必須經(jīng)過(guò)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；
（3）此題的關(guān)鍵在于找出中心，并知道第二次平衡后，中心到支點(diǎn)的位置為刻度尺重力的力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件可求出刻度尺的質(zhì)量．

解答 解：
（1）杠桿停在如圖甲所示的位置，保持靜止?fàn)顟B(tài)，杠桿處于平衡狀態(tài)；
（2）小科根據(jù)這些數(shù)據(jù)就得出探究結(jié)論，小明認(rèn)為不合理，理由是一次實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)有偶然性，不能反映普遍規(guī)律；
（3）③根據(jù)杠桿平衡的條件動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，可知G₁L₁=G×L₂，
即M₁gL₁=mgL₂，
所以直尺的質(zhì)量m=$\frac{{M}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$．
故答案為：（1）平衡；（2）一次實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)有偶然性，不能反映普遍規(guī)律；（3）$\frac{{M}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，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)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
初中物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測(cè)量有些是為了求平均值，使測(cè)得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，有些是為了尋找普遍規(guī)律，探究杠桿平衡的條件多次測(cè)量就是為了尋找普遍規(guī)律．