Question

20．小明和小紅一起做“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)：
（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，其目的是便于測(cè)量力臂．
（2）在杠桿的兩端加掛鉤碼，并移動(dòng)鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，并測(cè)出力臂，多次實(shí)驗(yàn)并把數(shù)據(jù)記錄在表格中．

次數(shù)	F1/N	l1/cm	F2/N	l2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	2	15	3	10

（3）小明根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：F₁l₁=F₂l₂；
（4）多次實(shí)驗(yàn)的目的是使結(jié)論具有普遍性；
（5）小紅在A點(diǎn)懸掛兩個(gè)鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，需在B點(diǎn)懸掛3個(gè)鉤碼；取走懸掛在B點(diǎn)的鉤碼，改用彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，測(cè)力計(jì)的拉力為0.75N（每個(gè)鉤碼重0.5N）；若改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向，使之向右上方，杠桿仍然水平位置平衡，則測(cè)力計(jì)的讀數(shù)將變大（選填“變大”、“變小”、“不變”）．
（6）下列正在使用中的杠桿；①用鑷子取砝碼；②用扳手寧螺母；③用釘錘拔釘子，屬于費(fèi)力的杠桿是①（填序號(hào)）

Answer 1

分析 （1）使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來(lái)．
（3）杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律；
（5）根據(jù)杠桿平衡條件求出B點(diǎn)、C點(diǎn)的力；阻力和阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂減小，動(dòng)力增大．
（6）結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，先判斷杠桿在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿．

解答 解：
（1）力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來(lái)．
（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂 （或F₁l₁=F₂l₂）；
（4）探究杠桿平衡的條件時(shí)，多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律，使結(jié)論具有普遍性．
（5）一個(gè)鉤碼的重是0.5N，設(shè)杠桿一個(gè)小格是L，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，1N×3L=F_B×2L，所以F_B=1.5N，即在B處掛3個(gè)鉤碼．
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，1N×3L=F_C×4L，所以F_C=0.75N．
如改變彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向，使之斜向右上方，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．
（6）①鑷子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿；
②扳手在在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿；
③用釘錘拔釘子的過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿．
故答案為：（1）便于測(cè)量力臂；（3）F₁l₁=F₂l₂；（4）使結(jié)論具有普遍性；（5）3；0.75；變大；（6）①．

點(diǎn)評(píng) 考查杠桿的平衡條件及應(yīng)用，本題中涉及實(shí)驗(yàn)到的注意事項(xiàng)很特殊，多次測(cè)量的目的不是為了減小誤差而是為了總結(jié)普遍規(guī)律；
對(duì)于已經(jīng)平衡的杠桿，改變條件后判斷杠桿是否還能保持平衡，有兩種方法：一是按力和力臂的乘積；二是按比例的方法．