Question

5．某小組探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)動力臂或阻力臂發(fā)生變化時(shí)，使杠桿平衡的動力大小就要隨之改變，他們?yōu)榱酥�道使杠桿平衡的動力大小與兩個(gè)力臂大小之間的關(guān)系，他們在已調(diào)水平平衡的杠桿左端懸掛等重的鉤碼如圖所示，將鉤碼對杠桿的作用力定為阻力F₂，在支點(diǎn)另一側(cè)通過懸掛鉤碼施加動力F₁，調(diào)節(jié)動力臂l₁及阻力臂l₂大小使杠桿在水平位置平衡，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表一、表二中．
表一：

實(shí)驗(yàn) 序號	F2 （牛）	l2 （厘米）	F1 （牛）	l1 （厘米）
1	6	10	4	15
2	6	10	6	10
3	6	10	10	6

表二

實(shí)驗(yàn) 序號	F2 （牛）	l2 （厘米）	F1 （牛）	l1 （厘米）
4	6	8	4	12
5	6	12	6	12
6	6	20	10	12

表三

實(shí)驗(yàn) 序號	F2 （牛）	l2 （厘米）	F1 （牛）	l1 （厘米）
7	6	8	5	12
8	6	12	8	12
9	6	20	11	12

（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號1、2與3的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，這是在研究動力的大小與動力臂的關(guān)系，分析數(shù)據(jù)初步歸納得出的結(jié)論是：使杠桿在水平位置平衡，當(dāng)阻力、阻力臂大小相同時(shí)，動力大小與動力臂成反比．
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號4、5、6的數(shù)據(jù)中動力F₁與阻力臂L₂變化的關(guān)系可以歸納得出的初步結(jié)論是：使杠桿在水平位置平衡，當(dāng)阻力、動力臂大小相同時(shí)，動力大小與阻力臂成正比．
（3）小明為了驗(yàn)證第（2）題中的結(jié)論，用已調(diào)節(jié)好的彈簧測力計(jì)代替鉤碼在支點(diǎn)的左側(cè)對杠桿施加動力，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表三，他發(fā)現(xiàn)這組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無法驗(yàn)證上述結(jié)論，你認(rèn)為他的實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題是：彈簧測力計(jì)沒有沿豎直方向向上拉杠桿．．
（4）進(jìn)一步綜合分析比較表一和表二中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可歸納得出初步結(jié)論：
（a）分析比較1與4、2與5、3與6的數(shù)據(jù)可初步歸納得到：使杠桿在水平位置平衡，阻力相同時(shí)，阻力臂與動力臂的比值相同時(shí)，動力大小相同．
（b）分析比較1、2、3或4、5、6中的數(shù)據(jù)可初步歸納得到：使杠桿在水平位置平衡，當(dāng)阻力相同時(shí)，阻力臂與動力臂的比值越大，動力越大．

Answer 1

分析 （1）由表格可知，在阻力阻力臂不變的情況下，分析動力與動力臂的關(guān)系；
（2）由題意及控制變量法比較試驗(yàn)序號，得出結(jié)論；
（3）根據(jù)杠桿平衡條件，所得數(shù)據(jù)不滿足，可能動力臂測大了，分析現(xiàn)象得出結(jié)論；
（4）由實(shí)驗(yàn)序號根據(jù)控制變量法結(jié)合題意分析及解答．

解答 解：（1）析比較實(shí)驗(yàn)序號1、2與3的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可以發(fā)現(xiàn)，阻力和阻力臂都不變，動力和動力臂發(fā)生變化，說明這是在研究動力的大小與動力臂的關(guān)系，分析表格數(shù)據(jù)可得結(jié)論：使杠桿在水平位置平衡，當(dāng)阻力、阻力臂大小相同時(shí)，動力大小于動力臂成反比；
（2）由于探究的是動力大小與阻力臂成反比，就需要控制阻力、動力臂不變，分析實(shí)驗(yàn)表格可得序號為4、5、6；
（3）對比表二可得，阻力、阻力臂、動力臂都不變，動力增大，根據(jù)杠桿平衡條件，杠桿不會平衡，彈簧測力計(jì)讀數(shù)沒有問題的話，就是動力臂測大了，存在的問題可能是彈簧測力計(jì)沒有沿豎直方向向上拉杠桿；
（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，（a）1與4、2與5、3與6，使杠桿在水平位置平衡，阻力相同時(shí)，阻力臂與動力臂比值相同時(shí)，動力大小相同；
（b）1、2、3或4、5、6中的數(shù)據(jù)，可知使杠桿在水平位置平衡，阻力相同時(shí)，阻力臂與動力臂的比值越大，動力越大．
故答案為：（1）動力臂、與動力臂成反比；（2）4、5、6；當(dāng)阻力、動力臂大小相同時(shí)；（3）彈簧測力計(jì)沒有沿豎直方向向上拉杠桿；（4）（a）阻力臂與動力臂的比值相同時(shí)；（b）當(dāng)阻力相同時(shí)，阻力臂與動力臂的比值越大．

點(diǎn)評 本題比較長，要善于利用所學(xué)的方法從中發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行解決．