Question

28、小芬同學(xué)“探究杠桿的平衡條件”的實驗裝置如圖所示，請回答下列問題：
（1）實驗前先要調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使其在

水平

平衡，目的是

便于測量力臂

．如果小芬同學(xué)做實驗時發(fā)現(xiàn)杠桿左高右低，則她應(yīng)將杠桿左端的螺母向

左

調(diào)，或?qū)⒏軛U右端的螺母向

左

調(diào)．
（2）小芬同學(xué)根據(jù)圖示實驗裝置測得的一組數(shù)據(jù)，得出了“動力+動力臂=阻力+阻力臂”的錯誤結(jié)論，你認(rèn)為小芬同學(xué)在探究中存在的問題是：
①

實驗次數(shù)太少，有偶然性

；
②

將不同單位的數(shù)據(jù)相加

．
（3）圖示裝置中的杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，若小芬同學(xué)在杠桿兩側(cè)各增加一個鉤碼（每個鉤碼的質(zhì)量相同），則（

C

）
A、杠桿仍在圖示位置靜止；    B、杠桿將順時針方向轉(zhuǎn)動
C、杠桿將逆時針方向轉(zhuǎn)動；    D、以上三種情況都有可能
（4）如果小芬同學(xué)將杠桿支點右側(cè)的鉤碼全部拿走，改用彈簧測力計拉著杠桿支點的左側(cè)，則必須

豎直向上

地拉住彈簧測力計才能使實驗順利進(jìn)行．

Answer 1

分析：（1）杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂（重力的方向跟杠桿垂直），這樣調(diào)節(jié)便于直接讀取力臂的大小、同時能夠消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響，因此在此實驗中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；實驗時，如果杠桿不再水平位置平衡，可通過反向調(diào)節(jié)（向偏高的一端）平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡．
（2）實驗時，如果只根據(jù)一組數(shù)據(jù)或幾組特殊的數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實驗具有普遍性的數(shù)據(jù)來歸納出物理規(guī)律．另外，單位不同的兩個量是不能相加的．
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件進(jìn)行判斷，力與力臂的乘積較大的一端下降．
（4）彈簧測力計拉力的方向要與杠桿垂直，使力臂仍與杠桿重合，并且注意動力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動的方向是相反的．

解答：解：（1）當(dāng)杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，這樣做便于直接讀出力臂的大小、消除杠桿重力對實驗結(jié)果的影響．如果杠桿左高右低，可將杠桿左端的螺母或右端的螺母向左調(diào)．
故答案為：水平，便于測量力臂，左，左．
（2）杠桿平衡條件是普遍規(guī)律，必須經(jīng)過多次測量．如果只根據(jù)一組數(shù)據(jù)或幾組特殊的數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，
并且單位不同的兩個量是不能相加的．
故答案為：實驗次數(shù)太少，有偶然性；將不同單位的數(shù)據(jù)相加．
（3）根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂分析：
如果在兩側(cè)鉤碼下再各掛一個相同的鉤碼后：左邊F₁L₁=2G×2L=4GL；
右邊F₂L₂=3G×L=3GL；
F₁L₁＞F₂L₂杠桿不再水平平衡，左邊會下沉，所以杠桿將逆時針方向轉(zhuǎn)動．
故選C．
（4）若用彈簧測力計代替鉤碼，則拉力的方向仍要與杠桿垂直，使力臂仍與杠桿重合，便于直接讀出力臂的大小，消除杠桿重力對實驗結(jié)果的影響．將右側(cè)鉤碼去掉后，對于左側(cè)鉤碼，它使杠桿沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，所以拉力應(yīng)該使杠桿順時針方向轉(zhuǎn)動，即豎直向上．
故答案為：豎直向上．

點評：考查杠桿的平衡條件及應(yīng)用，本題中涉及實驗到的注意事項很特殊，多次測量的目的不是為了減小誤差而是為了總結(jié)普遍規(guī)律；對于已經(jīng)平衡的杠桿，改變條件后判斷杠桿是否還能保持平衡，有兩種方法：一是按力和力臂的乘積；二是按比例的方法．