Question

10．在“研究杠桿平衡”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）把杠桿掛在支架上，實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有掛鉤碼時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下傾，可將右端的平衡螺母向左（填“左”、“右”）邊轉(zhuǎn)動(dòng)，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）實(shí)驗(yàn)中，杠桿上每格距離相等，調(diào)節(jié)好杠桿后，在杠桿左邊離支點(diǎn)4格的A處掛了3個(gè)鉤碼，如圖1所示，為使杠桿在水平位置平衡，請(qǐng)你在杠桿右C處掛上4個(gè)  鉤碼．
（3）實(shí)驗(yàn)中改變支點(diǎn)兩側(cè)的鉤碼位置和個(gè)數(shù)，用同樣的方法一般要做三次，得到三組數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析結(jié)論，這樣做的目的是避免偶然性，得到普遍規(guī)律．．由此，總結(jié)出杠桿的平衡條件為：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．

次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	有用功W有用/J	測(cè)力計(jì)拉力F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離S/m	總功 W總/J	機(jī)械效率η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48	83.8%
3	4	0.1		1.1	0.5	0.55

（4）若某次實(shí)驗(yàn)中用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉杠桿一端的A點(diǎn)，如圖2所示，杠桿平衡時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F_a，若在A點(diǎn)斜向上拉，杠桿要求在水平位置再次平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F_b，則F_a 小于F_b（填“大于、小于、等于”）．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問(wèn)題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學(xué)利用如圖3所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：杠桿自重的影響．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下傾，說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)右邊，調(diào)節(jié)平衡應(yīng)使其重心左移；使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是
（2）根據(jù)杠桿平衡條件，左4格處三個(gè)鉤碼，根據(jù)杠桿的平衡條件可求右3格處幾個(gè)鉤碼；
（3）任何實(shí)驗(yàn)，都要多做幾次，得到多組數(shù)據(jù)，分析得出普遍性的規(guī)律；
（4）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；
（5）圖3中，支點(diǎn)位于動(dòng)力和阻力的右側(cè)，彈簧測(cè)力計(jì)不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響．

解答 解：（1）把杠桿掛在支架上，實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有掛鉤碼時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下傾，說(shuō)明杠桿重心左移，應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)；
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）若每個(gè)鉤碼質(zhì)量為m，每格長(zhǎng)度為L(zhǎng)，杠桿左邊4格處掛3個(gè)鉤碼，力與力臂乘積為3mg×4L=12mgL，根據(jù)杠桿平衡條件右邊只要滿足力與力臂的乘積為也為12mgL，杠桿就能平衡；
根據(jù)杠桿平衡條件，3mg×4L=nmg×3L，解得n=4；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)用同樣的方法做三次，得到三組數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，得到的規(guī)律說(shuō)服性強(qiáng)，這樣做的目的是避免偶然性，得到普遍規(guī)律；通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，得出結(jié)論：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；
（4）杠桿平衡時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F_a，若在A點(diǎn)斜向上拉，杠桿要求在水平位置再次平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F_b，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．所以則F_a小于F_b．
（5）圖3中，杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿的重力對(duì)杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來(lái)的數(shù)值偏大．
故答案為：（1）左；便于測(cè)量力臂；（2）4個(gè)；（3）避免偶然性，得到普遍規(guī)律；動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；（4）小于；（5）杠桿自重的影響．

點(diǎn)評(píng) 杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡．