Question

11．如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)．

（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．此時(shí)，應(yīng)把杠桿左端的平衡螺母向左（左/右）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，達(dá)到水平平衡狀態(tài)．
（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上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．于是小明便根據(jù)這次實(shí)驗(yàn)得出了杠桿的平衡條件為F₁l₁=F₂l₂．他這樣得出的結(jié)論是否合理？不合理；理由是：只有一次實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，結(jié)論不具有普遍性．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“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)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于水平平衡時(shí)，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因可能是：杠桿自重的影響．
（4）杠桿不處于水平位置能否平衡？小海和小紅意見不同．小海認(rèn)為能平衡，于是他每次讓杠桿傾斜時(shí)靜止，這樣實(shí)驗(yàn)也得出了同樣的杠桿平衡條件．小海認(rèn)為杠桿平衡不一定是水平的，這種說法對(duì)嗎？對(duì)（對(duì)/錯(cuò)），小紅仔細(xì)研究后發(fā)現(xiàn)自己的在水平位置實(shí)驗(yàn)的方案比小海好，請(qǐng)你說出小紅的理由：杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，便于直接讀出力臂．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說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，使杠桿在水平位置平衡；
（2）用實(shí)驗(yàn)探究物理問題時(shí)，要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)，總結(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論才具有普遍性，避免偶然性；
（3）圖乙中，支點(diǎn)位于動(dòng)力和阻力的右側(cè)，彈簧測力計(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；
（4）杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來．

解答 解：
（1）杠桿右端下沉，說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，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；
（2）實(shí)驗(yàn)中只有一次實(shí)驗(yàn)就總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)論很具有偶然性，不具有普遍性；
（3）圖乙中，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)算出來的數(shù)值偏大；
（4）杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)都叫杠桿平衡，所以小海的說法是對(duì)的；
力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，在小紅的實(shí)驗(yàn)方案中，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．而小海實(shí)驗(yàn)方案中的力臂不便于測量，所以，小紅的實(shí)驗(yàn)方案好．
故答案為：（1）左；（2）不合理；只有一次實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，結(jié)論不具有普遍性；（3）杠桿自重的影響；（4）對(duì)；杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，便于直接讀出力臂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，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)行多次測量有些是為了求平均值，使測得的數(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量就是為了尋找普遍規(guī)律．