Question

17．如圖1所示，為小明研究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置，其中O為杠桿的支點(diǎn)．
（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡．這樣做，除了可以消除自身的重力影響，還可以方便地測(cè)量或讀出力臂大�。�
（2）某實(shí)驗(yàn)小組記錄兩組數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
①	2	20	1	10
②	1	8	2	4

根據(jù)分析，這組數(shù)據(jù)中實(shí)驗(yàn)序號(hào)為①（選填：“①、或②”）的一組肯定有錯(cuò)誤．檢查發(fā)現(xiàn)是測(cè)量動(dòng)力臂時(shí)讀錯(cuò)了，動(dòng)力臂的實(shí)際值比記錄值�。ㄟx填：“大、或小”）．
（3）如圖2甲所示，彈簧測(cè)力計(jì)在C處由豎直向上逐漸向右傾斜拉動(dòng)杠桿，仍使杠桿在水平位置保持平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大（選填“變大、變小、或保持不變”），其原因是該力的力臂變短了（此時(shí)的力臂不是OC了）．
（4）若某次實(shí)驗(yàn)采取如圖2乙所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能在水平位置保持平衡（杠桿上每格等距），但老師提醒大家最好不要采用這種方式，其主要原因D（選填字母）．
A．一個(gè)人無法獨(dú)立操作     B．需要使用太多的鉤碼
C．力臂與杠桿不重合       D．力和力臂數(shù)目過多

（5）如圖2丙所示，小華選用長(zhǎng)1.6m、粗細(xì)均勻的一只金屬桿，繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)將一個(gè)“拉力--位移傳感器”豎直作用在桿上，并使杠桿在水平位置始終保持平衡．該傳感器顯示其拉力F與作用點(diǎn)到O點(diǎn)距離x的變化關(guān)系如圖丁所示．由圖可知金屬桿重10N．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)前調(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，同時(shí)消除杠桿重對(duì)杠桿杠桿平衡的影響．
（2）根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行判斷．
（3）杠桿在水平位置平衡，阻力、阻力臂不變，彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿時(shí)，動(dòng)力臂變小，動(dòng)力變大．
（4）當(dāng)杠桿上掛多組鉤碼時(shí)，力和力臂增加，使實(shí)驗(yàn)復(fù)雜化，給實(shí)驗(yàn)帶來難度．
（5）解決圖表類的題目要充分利用表中數(shù)據(jù)，此題，杠桿是粗細(xì)均勻的一只金屬桿，重心在杠桿的中點(diǎn)，當(dāng)x為0.8m時(shí)，動(dòng)力臂等于阻力臂，所以拉力等于杠桿的重力．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡．這樣做，除了可以消除自身的重力影響，還可以方便地測(cè)量或讀出測(cè)量力臂大小．
（2）2N×20cm＞1N×10cm，不符合杠桿平衡條件，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤．如果是動(dòng)力臂有錯(cuò)誤，根據(jù)杠桿平衡條件得，動(dòng)力臂應(yīng)該為5cm，所以動(dòng)力臂的實(shí)際值比測(cè)量值要小．
1N×8cm=2N×4cm，符合杠桿平衡條件，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)正確．
（3）杠桿在水平位置平衡，阻力、阻力臂不變，彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿時(shí)，動(dòng)力臂變小，動(dòng)力變大，所以彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)會(huì)變大．
（4）當(dāng)杠桿上掛多組鉤碼時(shí)，力和力臂增加，雖然也能得出正確的結(jié)論，但是使實(shí)驗(yàn)復(fù)雜化，給實(shí)驗(yàn)帶來難度．
（5）粗細(xì)均勻的金屬桿長(zhǎng)為1.6m，則其重心在0.8m處，此處動(dòng)力臂等于阻力臂，由杠桿平衡條件可知，拉力的大小即為金屬桿的重，故重力為10N．
故答案為：（1）力臂大��；（2）①；��；（3）變大；該力的力臂變短了（此時(shí)的力臂不是OC了）；（4）D；（5）10．

點(diǎn)評(píng) 解決與杠桿平衡條件相關(guān)問題的基本方法：準(zhǔn)確找出題中杠桿的五要素，再將對(duì)應(yīng)的動(dòng)力和動(dòng)力臂、阻力和阻力臂代入杠桿平衡條件，即可求解；解決圖表類的題目要充分利用表中數(shù)據(jù)，此題，當(dāng)x為0.8m時(shí)拉力等于杠桿的重力．