Question

小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量均為50g的鉤碼若干個．
（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．此時，應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向______（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時，保持______并靜止，達到平衡狀態(tài)．這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測量______．
（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A處掛4個鉤碼（如圖甲所示），在B處掛______鉤碼杠桿恰好在原位置平衡．
（3）如圖乙所示，為了探究作用力在支點同側(cè)杠桿平衡時的規(guī)律，小明用彈簧測力計在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測力計示數(shù)為______N時，杠桿再次水平平衡．當(dāng)彈簧測力計逐漸向左傾斜時，要使杠桿仍然在水平位置平衡，彈簧測力計的拉力F將______（填“變大”、“不變”或“變小”），原因是______．
（4）實驗結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學(xué)利用圖丙所示裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是：______．

Answer 1

解：（1）杠桿右端下沉，為了使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)；使杠桿在水平位置平衡的目的有兩個：一是避免杠桿重力對杠桿轉(zhuǎn)動的影響；二是便于測量力臂的長度；
（2）設(shè)杠桿的一個小格為L，一個鉤碼重為G，
圖甲中，由杠桿平衡條件得，4G×3L=nG×2L，
所以n=6（個），所以應(yīng)在杠桿左邊B處掛6個相同的鉤碼；
（3）四個鉤碼的總質(zhì)量m=4×50g=200g=0.2kg，總重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，設(shè)杠桿的一個小格為L，
由杠桿平衡條件得，2N×3L=F₁×4L，
所以F₁=1.5N；
圖乙中，彈簧測力計豎直向上拉杠桿時，拉力力臂為OC，彈簧測力計逐漸向左傾斜拉杠桿，拉力的力臂小于OC，拉力力臂變小，拉力變大，彈簧測力計示數(shù)變大；
（4）圖丙中，杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響，導(dǎo)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）左；水平；力臂；（2）6個；（3）1.5；變大；拉力的力臂變小了；（4）杠桿自重的影響．
分析：（1）杠桿傾斜時，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)；實驗前先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過支點，從而可以不考慮杠桿的重力對其轉(zhuǎn)動的影響；調(diào)節(jié)好以后，仍要使杠桿在水平位置平衡，是為了便于測量力臂的長度；
（2）知道動力臂、阻力、阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件求出動力，求出鉤碼的數(shù)量；
（3）根據(jù)知道動力臂、阻力、阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件求出動力；
阻力和阻力臂不變時，彈簧測力計傾斜，動力臂變小，動力變大；
（4）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．
點評：本題考查調(diào)節(jié)平衡螺母的作用、杠桿實驗時動力和阻力的實驗要求及根據(jù)杠桿平衡條件計算．當(dāng)杠桿處于水平位置平衡時，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變�。�