Question

為了探究杠桿平衡條件，老師讓同學(xué)們準(zhǔn)備的器材是一元的硬幣若干枚，一只圓柱形水杯，膠帶、質(zhì)地均勻的塑料尺；老師告訴同學(xué)們，用膠帶將圓柱形水杯固定在水平桌面上做支點，用你的塑料尺做杠桿，硬幣做鉤碼．
（1）在圖中畫出左右的力臂．
（2）實驗中如果尺的中心發(fā)生了移動，對實驗結(jié)果有影響嗎？答：______（只答“有”還是“沒有”）
（3）如果左右兩端各取下一枚硬幣則杠桿將向______傾斜．
（4）在下面畫出記錄實驗數(shù)據(jù)的表格：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)力臂的定義，力臂是支點到力的作用線的距離，是一條垂線段來作圖．
（2）實驗過程中必須保證尺子的重心位于支點上，這樣可以避免尺子的重力對實驗造成的影響．
（3）先根據(jù)圖求出杠桿平衡時，杠桿左端和右端力臂的關(guān)系；當(dāng)杠桿兩端各取下一枚硬幣，如果杠桿平衡條件成立，杠桿平衡；如果杠桿平衡條件不成立，杠桿向力和力臂乘積大的一端下沉．
（4）因為探究杠桿的平衡條件，所以要數(shù)據(jù)記錄表格要有：動力、動力臂、阻力、阻力臂，因為要測幾次，所以還要有次數(shù)．
解答：解：（1）硬幣對杠桿的力就是硬幣的重力，方向豎直向下，過支點分別向左右兩個重力的作用線作垂線就是力臂，分別用L₁和L₂表示，如下圖：

（2）實驗中如果尺的中心發(fā)生了移動，尺子的重心不再位于支點上，尺子的重力會對杠桿的平衡產(chǎn)生影響，因此會影響實驗結(jié)果．
（3）如圖，塑料尺在水平位置平衡，設(shè)每個硬幣的質(zhì)量是m，根據(jù)杠桿平衡條件得，2mg×L₁=3mgL₂，所以L₁=L₂；
當(dāng)直尺兩端各取下一枚硬幣，直尺左端：mg×L₁=mg×L₂=mgL₂，
直尺右端：2mg×L₂=2mgL₂，
∵mgL₂＜2mgL₂，
∴杠桿的右端下沉，杠桿將向右傾斜．
（4）實驗中需要記錄：動力、動力臂、阻力、阻力臂，因為要多測幾次，所以還要有次數(shù)．
故答案為：（1）如圖；（2）有；（3）右；（4）

實驗次數(shù)	動力（左側(cè)硬幣數(shù)）	動力臂/cm	阻力（右側(cè)硬幣數(shù)）	阻力臂/cm
1
2
3

點評：本題考查的是探究杠桿的平衡條件實驗，了解此實驗過程是解題的基礎(chǔ)，同時還要注實驗中的一些細(xì)節(jié)問題，如為什么要求杠桿在水平位置平衡，測力計為什么要在豎直向上對杠桿用力等．