Question

13．在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，所用的實驗器材有：杠桿（杠桿上每小格長為2cm）、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個．

（1）實驗時，使杠桿在水平位置平衡，主要是為了便于測量力臂大小，因此應將如圖甲所示杠桿左端的平衡螺母適當往右（選填“左”或“右”）調(diào)．
（2）杠桿在水平位置平衡后，小明在杠桿A點處掛上2個鉤碼，做為動力F₁，B點處掛上1個鉤碼，作為阻力F₂，杠桿恰好在水平位置平衡，如圖乙所示，分別測量出兩個力的力臂L₁和L₂，計算后發(fā)現(xiàn)：F₁L₁=F₂L₂，便得出杠桿的平衡條件是：F₁L₁=F₂L₂．但小紅認為小明這種實驗處理方法是不完善的，理由是只有一次實驗，實驗結(jié)論具有偶然性．
（3）接著，小明提出新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小明利用如圖丙所示裝置進行探究，在杠桿D點處掛上2個鉤碼，用彈簧測力計在C點處豎直向上拉使杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)．以彈簧測力計的拉力為動力F₁′，鉤碼對杠桿的拉力為阻力F₂′，多次調(diào)整力和力臂的大小進行測量，發(fā)現(xiàn)：F₁′L₁′總是大于F₂′L₂′，其原因主要是杠桿自身重力作用的影響．

Answer 1

分析 （1）杠桿左端下沉，說明杠桿的重心在支點左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應使杠桿重心右移；杠桿在水平位置平衡時，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；
（2）實驗時，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
（3）圖丙中，支點位于動力和阻力的右側(cè)，彈簧測力計不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響．

解答 解：
（1）為了便于測量力臂，應使杠桿在水平位置平衡，由圖知，右端偏高，為使杠桿在水平位置平衡，需要將平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
（2）杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂），只通過一次測量，數(shù)據(jù)具有偶然性，不具備普遍性；
（3）圖丙中，杠桿的重心不在支點上，杠桿自身的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數(shù)值偏大．
故答案為：（1）力臂；右；（2）只有一次實驗，實驗結(jié)論具有偶然性；（3）杠桿自身重力．

點評 本題考查了探究杠桿平衡條件的實驗過程，從原理到實際操作、實驗方法、數(shù)據(jù)分析等，考查較為全面，是我們應該掌握的重點實驗．