Question

3．如圖所示是某實(shí)驗(yàn)小組探究杠桿平衡條件的情景：

（1）在實(shí)驗(yàn)前（圖甲），若右端下傾，則應(yīng)調(diào)節(jié)右端螺母向左移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡；這樣使杠桿在水平位置平衡的好處是消除杠桿自身重力對(duì)杠桿平衡的影響．
（2）只有5個(gè)相同鉤碼，在如圖乙所示的位置掛2個(gè)1N的鉤碼，要使杠桿平衡，在圖上用一種方法使杠桿平衡，畫(huà)出鉤碼的位置．
（3）如果不掛鉤碼來(lái)使杠桿平衡，而是在左端A點(diǎn)施加一個(gè)力使杠桿平衡，如圖丙所示，則力的大小是1.5N，畫(huà)出力的示意圖．
（4）在探究杠桿平衡條件時(shí)，實(shí)驗(yàn)中改變支點(diǎn)兩側(cè)的鉤碼位置和個(gè)數(shù)，使杠桿平衡，應(yīng)該要多做幾次實(shí)驗(yàn)，并對(duì)多次數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這樣做的目的是使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性．
（5）在每次實(shí)驗(yàn)中，都要使杠桿在水平位置上平衡，目的是便于測(cè)量力臂．

Answer 1

分析 （1）在調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，哪端高，平衡螺母向哪端調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這一調(diào)節(jié)過(guò)程的目的是為了使杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響；
（2）實(shí)驗(yàn)中要根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算，杠桿處于平衡狀態(tài)，在左邊的阻力與阻力臂不變的條件，求出動(dòng)力不同時(shí)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂，這幾種情況都可以是杠桿平衡的方案；
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件，確定在杠桿左側(cè)A點(diǎn)用一個(gè)動(dòng)力使杠桿平衡的力的方向和大��；
（4）為得出普遍結(jié)論，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
（5）杠桿在水平位置平衡，使杠桿在水平位置平衡的目的是為了便于測(cè)量力臂．

解答 解：
（1）杠桿右端下傾，則左端較高，不管調(diào)節(jié)哪端的平衡螺母，都是將平衡螺母應(yīng)向左端調(diào)節(jié)；直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就可忽略杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
（2）一個(gè)鉤碼的重是1N，設(shè)杠桿一個(gè)小格是L，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，左邊=2N×3L=6NL，
由杠桿的平衡條件可知：杠桿平衡時(shí)，右邊：F₁L₁=6NL；
由題干可知：鉤碼最多可用3個(gè)，L₁≤6；
即：一是F₁=3N，L₁=2L；二是F₁=2N，L₁=3L；三是F₁=1N，L₁=6L；
所以上面的條件的實(shí)驗(yàn)方案還有三種；其中一種方案如圖：

（3）根據(jù)杠桿平衡條件可知，杠桿左側(cè)F₁L₁=F₂L₂可知；F_A=$\frac{2N×3L}{4L}$=1.5N，因?yàn)閮蓚�(gè)力在杠桿支點(diǎn)的同一測(cè)，所以?xún)蓚�(gè)力的方向相反，所以在A的最小力與杠桿垂直向上，如下圖：

（4）做多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的目的是：避免實(shí)驗(yàn)的偶然性和結(jié)論的片面性，得出普遍結(jié)論；
（5）每次實(shí)驗(yàn)中，都要使杠桿在水平位置上平衡，力與杠桿垂直，力臂在杠桿上，可以直接讀取力臂大小，便于測(cè)量力臂．
故答案為：（1）左；消除杠桿自身重力對(duì)杠桿平衡的影響；（2）見(jiàn)上圖；（3）1.5N；見(jiàn)上圖；（4）使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性；（5）便于測(cè)量力臂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿的調(diào)節(jié)、杠桿平衡條件的應(yīng)用等問(wèn)題，杠桿在水平位置平衡時(shí)，一方面可以避免杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響，另一方面便于測(cè)量力臂；為得出普遍結(jié)論，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．