Question

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(cè)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)把杠桿兩端的平衡螺母向　　　(選填“左”或“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。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為　　　。他這樣得出的結(jié)論是否合理？　　　　；為什么？　　　　　　　　　　。
（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(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：　　　　　。

（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)只有8個(gè)相同的鉤碼，杠桿上每格等距，如圖甲，當(dāng)在A點(diǎn)掛4個(gè)鉤碼時(shí)，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡？(請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)兩種方案)①._______________________ ；②________________________    。
（5）杠桿不處于水平位置能否平衡？甲乙意見不同。甲認(rèn)為能平衡。于是他讓每次杠桿傾斜時(shí)靜止，做這個(gè)實(shí)驗(yàn)也得出了杠桿平衡條件。甲認(rèn)為杠桿平衡不一定是水平的，這種說法對(duì)嗎？               （選填對(duì)或錯(cuò)），甲這種方案與乙讓杠桿在水平位置做實(shí)驗(yàn)的方案相比較，你認(rèn)為哪個(gè)實(shí)驗(yàn)方案好，并說明理由：   實(shí)驗(yàn)方案好；理由是                   。

Answer 1

（1）左（2）動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂。　不合理��；　實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，得不到普遍規(guī)律　。（3）　杠杠自重對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響　。（4）①在右端4處掛3個(gè)鉤碼；②在右端6處掛2個(gè)鉤碼（5）對(duì) ，乙，便于測(cè)量力臂。

解析試題分析：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，這一調(diào)節(jié)過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；實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律．圖乙中，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．根據(jù)杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案．探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂大小，同時(shí)消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響．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．（1）杠桿右端下沉，杠桿重心在支點(diǎn)右側(cè)，為使杠桿能水平平衡，應(yīng)向左調(diào)節(jié)平衡螺母，直至重心移到支點(diǎn)處為止．
（2）杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
只通過一次測(cè)量，根據(jù)得出的數(shù)據(jù)就得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)太少，不具備普遍性，因此得出的結(jié)論不合理．
（3）圖2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）設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，一格為L(zhǎng)，根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，則有4G×3L=3G×4L=2G×6L；①在右端4處掛3個(gè)鉤碼；②在右端6處掛2個(gè)鉤碼
（5）只要杠桿的動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，杠桿就能平衡，杠桿平衡不一定在水平位置，在其它位置，杠桿也可以平衡，甲的說法是正確的；
杠桿在水平位置平衡，力與杠桿垂直，力臂在杠桿上，力臂等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，便于測(cè)量力臂大小，同時(shí)消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響，便于實(shí)驗(yàn)操作與測(cè)量；
由此可見，杠桿在水平位置平衡好，即乙的實(shí)驗(yàn)方案好．
考點(diǎn)：本題考查探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)
點(diǎn)評(píng)：（1）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；
（2）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