Question

11．“第一泉中學”某班的同學們走進鄉(xiāng)村開展志愿服務，在活動過程中看到一位行人正試圖用一根木棒撬動一塊路中間的掉落的大石塊（如圖1所示），盡管他使出了渾身力氣，卻沒能成功．同學們趕緊上前幫他把大石塊搬到了路邊．回到學校這件事情引起了同學們的思考：如果沒有別人幫忙，一個人怎樣才能搬動大石塊呢？他們通過討論認為這是一個和杠桿有關的問題，于是同學們用實驗室的器材進行了下面的探究：
（1）對于此情景同學們展開熱烈討論，認為可以進行“探究阻力和阻力臂一定且杠桿平衡時，動力和動力臂的關系”實驗．實驗前，杠桿如圖2所示，為使杠桿在水平位置平衡，應將杠桿左端調節(jié)螺母向右邊調節(jié)（選填“左”或“右”）．
（2）明確探究目的后同學們分組進行實驗，他們在杠桿左側距離支點5cm處懸掛一個重4N的重物，另一側用彈簧測力計代替鉤碼進行實驗．甲組計劃按圖甲裝置進行實驗，乙組則想按圖乙裝置進行實驗．討論時乙組認為自己組實驗設計更好，理由是便于測量力臂．
（3）各組同學通過討論明確了實驗過程中要注意的事項，甲組同學特別指出，彈簧測力計由于是倒著使用，動力F₁應為彈簧測力計顯示的示數和它的自重相加．統(tǒng)一思想后，他們各自動手操作測出了正確的數據記錄在如表的表格中：

實驗次數	阻力F2/N	阻力臂l2/cm	動力F1/N	動力臂l1/cm
1	4	5	1	20
2	4	5	2	10
3	4	5	4	5

分析表中數據，同學們得出結論：在阻力和阻力臂一定且杠桿平衡時，動力與動力臂互成反比．
（4）結合上面的結論，同學們明白了在沒有別人幫助時，一個人撬動大石塊，應首先尋找更長的木棒來作為撬棍．這樣做的目的是增大動力臂從而達到更省力的目的．

Answer 1

分析 （1）在調節(jié)杠桿平衡時，應將平衡螺母向杠桿上翹的一端調節(jié)．
（2）探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，此時力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來．
（3）根據表中實驗數據，觀察F₁×L₁與F₂×L₂有什么關系，從而得出結論．
（4）用輪軸時，輪半徑是軸半徑的幾倍，作用輪上的力就是軸上力的幾分之一．

解答 解：（1）由圖可知，杠桿的右端上翹，應將平衡螺母向右端移動，使杠桿在水平位置平衡；
（2）力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來，因此乙的方案更好；
（3）根據表中實驗數據，發(fā)現F₁×L₁=1N×20cm=2N×10cm=4N×5cm=F₂×L₂=4N×5cm，從而得出動力與動力臂互成反比；
（4）根據動力與動力臂互成反比知，要撬動大石塊，應該尋找更長的木棒來作為撬棍來增大動力臂達到更省力的目的．
故答案為：（1）右；（2）便于測量力臂；（3）動力與動力臂互成反比；（4）增大動力臂．

點評 本題重點考查探究杠桿平衡條件的實驗調平和操作，要求平時做實驗時多加注意，鍛煉自己的實驗操作能力．