Question

11．“第一泉中學(xué)”某班的同學(xué)們走進(jìn)鄉(xiāng)村開展志愿服務(wù)，在活動(dòng)過程中看到一位行人正試圖用一根木棒撬動(dòng)一塊路中間的掉落的大石塊（如圖1所示），盡管他使出了渾身力氣，卻沒能成功．同學(xué)們趕緊上前幫他把大石塊搬到了路邊．回到學(xué)校這件事情引起了同學(xué)們的思考：如果沒有別人幫忙，一個(gè)人怎樣才能搬動(dòng)大石塊呢？他們通過討論認(rèn)為這是一個(gè)和杠桿有關(guān)的問題，于是同學(xué)們用實(shí)驗(yàn)室的器材進(jìn)行了下面的探究：
（1）對(duì)于此情景同學(xué)們展開熱烈討論，認(rèn)為可以進(jìn)行“探究阻力和阻力臂一定且杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力和動(dòng)力臂的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)前，杠桿如圖2所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端調(diào)節(jié)螺母向右邊調(diào)節(jié)（選填“左”或“右”）．
（2）明確探究目的后同學(xué)們分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們?cè)诟軛U左側(cè)距離支點(diǎn)5cm處懸掛一個(gè)重4N的重物，另一側(cè)用彈簧測(cè)力計(jì)代替鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．甲組計(jì)劃按圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙組則想按圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．討論時(shí)乙組認(rèn)為自己組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更好，理由是便于測(cè)量力臂．
（3）各組同學(xué)通過討論明確了實(shí)驗(yàn)過程中要注意的事項(xiàng)，甲組同學(xué)特別指出，彈簧測(cè)力計(jì)由于是倒著使用，動(dòng)力F₁應(yīng)為彈簧測(cè)力計(jì)顯示的示數(shù)和它的自重相加．統(tǒng)一思想后，他們各自動(dòng)手操作測(cè)出了正確的數(shù)據(jù)記錄在如表的表格中：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	阻力F2/N	阻力臂l2/cm	動(dòng)力F1/N	動(dòng)力臂l1/cm
1	4	5	1	20
2	4	5	2	10
3	4	5	4	5

分析表中數(shù)據(jù)，同學(xué)們得出結(jié)論：在阻力和阻力臂一定且杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力與動(dòng)力臂互成反比．
（4）結(jié)合上面的結(jié)論，同學(xué)們明白了在沒有別人幫助時(shí)，一個(gè)人撬動(dòng)大石塊，應(yīng)首先尋找更長(zhǎng)的木棒來作為撬棍．這樣做的目的是增大動(dòng)力臂從而達(dá)到更省力的目的．

Answer 1

分析 （1）在調(diào)節(jié)杠桿平衡時(shí)，應(yīng)將平衡螺母向杠桿上翹的一端調(diào)節(jié)．
（2）探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，此時(shí)力的方向與杠桿垂直，力臂的長(zhǎng)度可以直接從杠桿上讀出來．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，觀察F₁×L₁與F₂×L₂有什么關(guān)系，從而得出結(jié)論．
（4）用輪軸時(shí)，輪半徑是軸半徑的幾倍，作用輪上的力就是軸上力的幾分之一．

解答 解：（1）由圖可知，杠桿的右端上翹，應(yīng)將平衡螺母向右端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡；
（2）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，因此乙的方案更好；
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)F₁×L₁=1N×20cm=2N×10cm=4N×5cm=F₂×L₂=4N×5cm，從而得出動(dòng)力與動(dòng)力臂互成反比；
（4）根據(jù)動(dòng)力與動(dòng)力臂互成反比知，要撬動(dòng)大石塊，應(yīng)該尋找更長(zhǎng)的木棒來作為撬棍來增大動(dòng)力臂達(dá)到更省力的目的．
故答案為：（1）右；（2）便于測(cè)量力臂；（3）動(dòng)力與動(dòng)力臂互成反比；（4）增大動(dòng)力臂．

點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)考查探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)調(diào)平和操作，要求平時(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)多加注意，鍛煉自己的實(shí)驗(yàn)操作能力．