Question

11．【實(shí)驗(yàn)名稱】探究杠桿平衡條件．
【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）某實(shí)驗(yàn)小組所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同鉤碼若干個(gè)．

（2）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，這時(shí)應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，處于水平位置靜止，這樣做的目的是便于在杠桿上直接測(cè)量力臂．
【交流與評(píng)估】杠桿調(diào)節(jié)平衡后，他們?cè)诟軛U上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼，杠桿恰好在原位置平衡，于是便得出了杠桿的平衡條件為F₁L₁=F₂L₂，進(jìn)行評(píng)估時(shí)，他們認(rèn)為這樣得出的結(jié)論是不合理的，原因是不合理，用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究物理規(guī)律時(shí)，只有一次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性．
【實(shí)驗(yàn)拓展】實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，他們提出新的探究問(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)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用彈簧測(cè)力計(jì)在左端不同位置豎直向上拉，且使處在如圖所示位置靜止，測(cè)出拉力大小都與平衡條件不相符，其原因是杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論有影響．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)右側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心左移，這一調(diào)節(jié)過(guò)程的目的是為了使杠桿的自重對(duì)杠桿平衡不產(chǎn)生影響；杠桿在水平位置平衡時(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(lái)；
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂計(jì)算出在B點(diǎn)處所掛鉤碼個(gè)數(shù)；
初中物理用實(shí)驗(yàn)探究物理問(wèn)題時(shí)要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，有的是為了多次測(cè)量求平均值來(lái)減小誤差；有的是多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)變化規(guī)律；有的是為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性．
（3）杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大小；杠桿的重心過(guò)支點(diǎn)，消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響．

解答 解：
【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】：
（2）杠桿靜止時(shí)向右傾斜，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的平衡螺母調(diào)節(jié)方向一致）向左調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就可忽略杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；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)；
【交流與評(píng)估】①設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿上一個(gè)小格代表L，
根據(jù)杠桿平衡條件：F₁L₁=F₂L₂；所以，4G×3L=nG×2L，解得n=6；
只有一次實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是不合理的，一次實(shí)驗(yàn)很具有偶然性，要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)，避免偶然性．
【實(shí)驗(yàn)拓展】用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，杠桿的重心沒(méi)有通過(guò)支點(diǎn)，杠桿的重對(duì)杠桿平衡有影響．
故答案為：
【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（2）左；便于在杠桿上直接測(cè)量力臂；
【交流與評(píng)估】6；不合理，用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究物理規(guī)律時(shí)，只有一次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性；
【實(shí)驗(yàn)拓展】杠桿自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論有影響．

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；
初中物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測(cè)量有些是為了求平均值，使測(cè)得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，有些是為了尋找普遍規(guī)律，探究杠桿平衡的條件多次測(cè)量就是為了尋找普遍規(guī)律．