Question

5．下面是小王利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)（每個(gè)鉤碼重0.5N）

（1）實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖甲所示情況，該杠桿處于平衡狀態(tài)（選填“平衡狀態(tài)”或“非平衡狀態(tài)”）．此時(shí)，應(yīng)將杠桿兩端的螺母向右調(diào)（填“左”或“右”），使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是便于測(cè)量力臂．
（2）如圖乙所示，在B點(diǎn)處施加一個(gè)豎直向下的拉力F=3N時(shí)，杠桿仍然在水平位置平衡．當(dāng)拉力F向右傾斜時(shí)，仍要保持杠桿在水平位置平衡，拉力F的大小將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）如果小王又進(jìn)行了如圖丙所示的探究，考慮杠桿重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，發(fā)現(xiàn)用彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)豎直向上拉使杠桿仍然處于水平位置平衡時(shí)，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)大于3N．
（4）實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)了圖丁所示的情況，為了使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)將左邊的鉤碼向右（填“左”或“右”）移動(dòng)1格．
（5）實(shí)驗(yàn)中，要改變力和力臂的數(shù)值，得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這樣做的目的是避免偶然性，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性．

Answer 1

分析 （1）杠桿靜止時(shí)或杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)；在調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，將平衡螺母向較高的一端調(diào)節(jié)；為了便于測(cè)量力臂，應(yīng)使杠桿在水平位置平衡；
（2）當(dāng)拉力F向右傾斜時(shí)，分析出力臂的變化結(jié)合杠桿的平衡條件判斷力的變化．
（3）若杠桿的支點(diǎn)在杠桿的中點(diǎn)處，此時(shí)重力恰好作用在支點(diǎn)，若不在中點(diǎn)，此時(shí)杠桿的平衡會(huì)受重力的影響，根據(jù)重力的方向判斷出重力是使杠桿向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而判斷出測(cè)量結(jié)果偏差；
（4）根據(jù)杠桿平衡條件判斷鉤碼移動(dòng)的格數(shù)；
（5）探究杠桿平衡條件時(shí)，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)避免偶然性，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性．

解答 解：（1）杠桿平衡狀態(tài)是指杠桿靜止?fàn)顟B(tài)或杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，圖中杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，因而該杠桿處于平衡狀態(tài)；
杠桿不在水平位置，左端向下傾斜，則重心應(yīng)向右移動(dòng)，故應(yīng)向右調(diào)節(jié)左端或右端的平衡螺母；
使杠桿在水平位置平衡這樣做的目的是為了便于測(cè)量力臂；
（2）如改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向，向右傾斜時(shí)，阻力和阻力臂不變，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力要增大，所以彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大，才能使杠桿仍然水平平衡．
（3）圖2中，若不計(jì)杠桿的重力，根據(jù)杠桿的平衡條件有：F′×3L=3G×6L．解得：F′=6G=6×0.5N=3N；
由于桿的重心在桿的中點(diǎn)，方向豎直向下，考慮杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，重力與鉤碼同時(shí)使杠桿向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)大于3N；
（4）設(shè)杠桿的一個(gè)小格為L(zhǎng)，一個(gè)鉤碼的重力為G，
根據(jù)杠桿平衡條件得，2G•nL=G•4L，即n=2L，所以左端的鉤碼向右移動(dòng)1個(gè)小格；
（2）經(jīng)過一次實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論可能具有偶然性，要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性．
故答案為：（1）平衡狀態(tài)；右；便于測(cè)量力臂；（2）變大；（3）對(duì)實(shí)驗(yàn)；3；（4）右；1；（5）避免偶然性，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生平時(shí)重視實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，重視自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，要學(xué)會(huì)利用杠桿平衡條件解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題．學(xué)會(huì)進(jìn)行分析．