Question

為了探究杠桿平衡條件，老師讓同學(xué)們準(zhǔn)備的器材是一元的硬幣若干枚，一只圓柱形水杯，膠帶、質(zhì)地均勻的塑料尺；老師告訴同學(xué)們，用膠帶將圓柱形水杯固定在水平桌面上做支點(diǎn)，用你的塑料尺做杠桿，硬幣做鉤碼．
（1）在圖中畫(huà)出左右的力臂．
（2）實(shí)驗(yàn)中如果尺的中心發(fā)生了移動(dòng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響嗎？答：______（只答“有”還是“沒(méi)有”）
（3）如果左右兩端各取下一枚硬幣則杠桿將向______傾斜．
（4）在下面畫(huà)出記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)力臂的定義，力臂是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離，是一條垂線(xiàn)段來(lái)作圖．
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須保證尺子的重心位于支點(diǎn)上，這樣可以避免尺子的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響．
（3）先根據(jù)圖求出杠桿平衡時(shí)，杠桿左端和右端力臂的關(guān)系；當(dāng)杠桿兩端各取下一枚硬幣，如果杠桿平衡條件成立，杠桿平衡；如果杠桿平衡條件不成立，杠桿向力和力臂乘積大的一端下沉．
（4）因?yàn)樘骄扛軛U的平衡條件，所以要數(shù)據(jù)記錄表格要有：動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂，因?yàn)橐獪y(cè)幾次，所以還要有次數(shù)．
解答：解：（1）硬幣對(duì)杠桿的力就是硬幣的重力，方向豎直向下，過(guò)支點(diǎn)分別向左右兩個(gè)重力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn)就是力臂，分別用L₁和L₂表示，如下圖：

（2）實(shí)驗(yàn)中如果尺的中心發(fā)生了移動(dòng)，尺子的重心不再位于支點(diǎn)上，尺子的重力會(huì)對(duì)杠桿的平衡產(chǎn)生影響，因此會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
（3）如圖，塑料尺在水平位置平衡，設(shè)每個(gè)硬幣的質(zhì)量是m，根據(jù)杠桿平衡條件得，2mg×L₁=3mgL₂，所以L₁=L₂；
當(dāng)直尺兩端各取下一枚硬幣，直尺左端：mg×L₁=mg×L₂=mgL₂，
直尺右端：2mg×L₂=2mgL₂，
∵mgL₂＜2mgL₂，
∴杠桿的右端下沉，杠桿將向右傾斜．
（4）實(shí)驗(yàn)中需要記錄：動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂，因?yàn)橐�多測(cè)幾次，所以還要有次數(shù)．
故答案為：（1）如圖；（2）有；（3）右；（4）

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)力（左側(cè)硬幣數(shù)）	動(dòng)力臂/cm	阻力（右側(cè)硬幣數(shù)）	阻力臂/cm
1
2
3

點(diǎn)評(píng)：本題考查的是探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)，了解此實(shí)驗(yàn)過(guò)程是解題的基礎(chǔ)，同時(shí)還要注實(shí)驗(yàn)中的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，如為什么要求杠桿在水平位置平衡，測(cè)力計(jì)為什么要在豎直向上對(duì)杠桿用力等．