Question

4．在研究“杠桿的平衡條件”的實驗中：
（1）首先應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在不掛鉤碼時處于水平平衡狀態(tài)．若杠桿左端下沉，則應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
（2）實驗過程中，給杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿保持水平平衡狀態(tài)，這時就可讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)．當(dāng)然也可通過移動鉤碼的位置使杠桿在傾斜狀態(tài)下達(dá)到平衡，并進行相關(guān)數(shù)據(jù)的測量．但我們總是選取杠桿的水平平衡狀態(tài)進行實驗，其原因主要是便于讀出力臂．
（3）在調(diào)節(jié)好的杠桿a點掛一重1.5N的物塊，如圖所示，要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在b處掛4個相同的鉤碼．（已知每個鉤碼的質(zhì)量均是50g，g取10N/kg）
（4）研究杠桿平衡時，多次改變力和力臂的大小主要是為了D
A．減少支點處的摩擦       B．每組數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確
C．減少實驗誤差          D．分析多組數(shù)據(jù)，找出規(guī)律．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿傾斜情況判斷杠桿哪端偏重，然后確定平衡螺母移動方向；
（2）抓住力臂定義和杠桿所受動力和阻力方向就可知道杠桿要水平平衡的原因；
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件（動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂）判斷即可；
（4）實驗時，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結(jié)論，偶然性太大，因此應(yīng)獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律．

解答 解（1）杠桿左端下沉，說明杠桿左邊偏重，應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；
（2）杠桿傾斜時，不方便測量力臂，且杠桿上有刻度，而杠桿水平時杠桿與力臂重合，就可從杠桿上讀出力臂，這樣力臂測量起來較方便；
（3）設(shè)杠桿上一個格為L，a處距支點4個格，力臂為4L；b處距支點3個格，力臂為3L；
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，
b處鉤碼的重力G_b=$\frac{{G}_{a}×4L}{3L}$=$\frac{1.5N×4}{3}$=2N；
一個鉤碼的重力G=mg=50×10^-3kg×10N/kg=0.5N，
b處鉤碼的數(shù)量n=$\frac{2N}{0.5N}$=4；
（4）探究杠桿平衡的條件時，多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律．
故答案為：（1）右；（2）便于讀出力臂；（3）4；（4）D．

點評 本題主要考查對“探究杠桿平衡條件”的實驗內(nèi)容的了解；杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂；運用此條件進行杠桿平衡的計算；理解杠桿平衡條件和力臂的定義是解決杠桿問題的關(guān)鍵．