Question

【題目】在“探究杠桿平衡條件的實驗”中。

（1）如圖甲所示，要使杠桿水平平衡，則應將平衡螺母向_____（選填“左”或“右”）端調節(jié)，本實驗中，調節(jié)杠桿在水平位置平衡主要目的是_____。

（2）如圖乙所示，杠桿上的刻度均勻，在A點掛2個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，應在C點掛_____個相同的鉤碼或者在C點作用一個向_____（選填“上”或“下”）的力。完成這次實驗后，小明便得出了杠桿的平衡條件。同學們認為他這樣實驗歸納，得出結論不合理，理由是_____。

（3）小明繼續(xù)探究：保持A點鉤碼數(shù)量和力臂不變，杠桿在水平位置平衡時，測出多組動力臂L1和動力F1的數(shù)據，繪制了L1﹣F1的關系圖象，如圖丙所示。請根據圖象推算，當L1為30cm時，F(xiàn)1為_____N。

（4）小明發(fā)現(xiàn)本實驗中，鉤碼對杠桿的拉力方向都是豎直的，他認為只采用豎直方向的力進行探究存在著不足，請你提出一條實驗改進的建議：_____。

（5）完成實驗后，小明利用杠桿的平衡條件原理來計算杠桿的質量。

①如圖所示，若以杠桿上的C位置為支點，在C的右側掛質量為m的鉤碼，左右移動鉤碼的位置，使杠桿在水平位置平衡。

②用刻度尺測出此時鉤碼懸掛位置D點到C點的距離L1和_____點到C點的距離L2。

③根據杠桿的平衡條件，可以計算出杠桿的質量m桿＝_____（用題目中所給物理量符號表示）。

Answer 1

【答案】左 消除杠桿自重的影響，同時便于測量力臂 4 下 只根據一次實驗數(shù)據得出的結論有偶然性 0.5 使用測力計沿非豎直的方向作用在杠桿上，使其在水平位置平衡，記下對應的拉力大小和力臂大小 杠桿中 m

【解析】

（1）杠桿不在水平位置，右端向下傾斜，說明杠桿的重心在右端，據此判斷平衡螺母的調節(jié)方向，調節(jié)杠桿在水平位置平衡主要目的是：消除杠桿自重的影響；使杠桿在水平位置平衡，支點到力的作用點的距離就是力臂，便于測量力臂大��；（2）根據杠桿的平衡條件求出需在C點掛幾個個鉤碼；根據重力的方向豎直向下分析；只根據一次實驗數(shù)據小明便得出了杠桿的平衡條件，結論有偶然性；（3）由于保持A點鉤碼數(shù)量和力臂不變，根據F1L1＝F2L2，可知F2L2為一定值，由圖丙知求出這個不變的值求了當L1為30cm時F1大�。唬�4）可使用測力計沿非豎直的方向作用在杠桿上，使其在水平位置平衡，記下對應的拉力大小和力臂大�。唬�5）②根據杠桿的平衡條件結合如圖所示和已知條件，要求出杠桿的質量，只要求出杠桿重心到支點的距離即可。③根據杠桿的平衡條件，F1L1＝F2L2可得杠桿的質量表達式。

（1）圖中右端向下傾斜，說明杠桿的重心在右端，應向左調節(jié)平衡螺母，使杠桿水平平衡；調節(jié)杠桿在水平位置平衡主要目的是：消除杠桿自重的影響，同時便于測量力臂；（2）設一個鉤碼重為G，一格長為L，在C點掛鉤碼的個數(shù)為n，根據杠桿平衡條件可知：2G×4L＝nG×2L，解得n＝4，需在C點掛4個鉤碼；因重力的方向豎直向下，所以也可以在C點作用一個向下的力；完成這次實驗后，只根據一次實驗數(shù)據小明便得出了杠桿的平衡條件，結論有偶然性；（3）由于保持A點鉤碼數(shù)量和力臂不變，即阻力和阻力臂大小不變，根據F1L1＝F2L2，可知F2L2為一定值，由圖丙知：F1L1＝1N×0.15m＝3N×0.05m＝0.15Nm，則當L1為30cm時，拉力F1＝＝0.5N；（4）小明認為只采用豎直方向的力進行探究存在著不足，則該實驗改進的建議：可使用測力計沿非豎直的方向作用在杠桿上，使其在水平位置平衡，記下對應的拉力大小和力臂大��；

（5）已知鉤碼的質量m，用刻度尺測出此時鉤碼懸掛位置D點到C點的距離L1和杠桿中點到C點的距離L2，根據杠桿的平衡條件可得：mgL1＝m桿gL2，則杠桿的質量：m桿＝m。