Question

19．如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)．
（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．此時(shí)，應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持水平位置并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)．這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測(cè)量力臂大�。�
（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼杠桿恰好在原位置平衡．于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂他這樣得出的結(jié)論是否合理？不合理；為什么？只有一次實(shí)驗(yàn)，結(jié)論具有偶然性．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問(wèn)題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件 是否仍然成立？”于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是：杠桿自重的影響．若把彈簧測(cè)力計(jì)傾斜向上拉，仍使杠桿在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大小，杠桿的重心通過(guò)支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響，使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單化，便于探究．
（2）用實(shí)驗(yàn)探究物理問(wèn)題時(shí)，要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)，總結(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論才具有普遍性，避免偶然性；
（3）圖乙中，支點(diǎn)位于動(dòng)力和阻力的右側(cè)，彈簧測(cè)力計(jì)不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響；拉力的方向是傾斜的，力的方向與杠桿不垂直，力臂不能從杠桿上讀出，此時(shí)力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件分析彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化．

解答 解：（1）將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動(dòng)，直到杠桿在水平位置靜止，杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大小，同時(shí)杠桿的重心通過(guò)支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響．
（2）根據(jù)分析可知，杠桿平衡條件為F₁L₁=F₂L₂；實(shí)驗(yàn)中只有一次實(shí)驗(yàn)就總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)論很具有偶然性，不具有普遍性．
（3）圖乙中，杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿自身的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來(lái)的數(shù)值偏大；若把彈簧測(cè)力計(jì)傾斜向上拉，拉力的方向不再與杠桿垂直，動(dòng)力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件，動(dòng)力變大，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大．
故答案為：（1）左；水平位置；力臂大��；（2）F₁L₁=F₂L₂；不合理；只有一次實(shí)驗(yàn)，結(jié)論具有偶然性；（3）杠桿自重的影響；變大．

點(diǎn)評(píng) 杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，減小了杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，便于測(cè)量力臂