Question

15．小明同學(xué)進(jìn)行“杠桿的平衡條件”的實驗．

（1）實驗前，杠桿靜止在圖1所示的位置，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)該將右端平衡螺母向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，實驗過程中使杠桿水平平衡的目的是便于測量力臂，同時消除杠桿自身重力對杠桿的影響．
（2）調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后，小明進(jìn)行的三次實驗如圖2、3、4所示．根據(jù)實驗，他得出杠桿的平衡條件為“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”，下列能幫助他得出正確結(jié)論的操作是B．
A．去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計豎直向下拉
B．去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計斜向下拉
C．去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計豎直向上拉
D．增加鉤碼個數(shù)，再多次實驗使結(jié)論更具普遍性
（3）實驗結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學(xué)利用如圖5所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時，測得的數(shù)據(jù)與杠桿平衡條件不相符．其原因是：杠桿自重的影響．

Answer 1

分析 （1）杠桿左端下沉，說明杠桿的重心在支點左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心右移，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響；杠桿在水平位置平衡時，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．
（2）杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂．從支點到動力作用線的垂直距離叫動力臂；從支點到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂．力臂不一定是支點到力作用點的距離．探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂，同時杠桿的重心通過支點，消除杠桿自重對杠桿平衡的影響；為得出普遍結(jié)論，用彈簧測力計拉杠桿，使力與杠桿不垂直，多做幾次實驗，得出實驗結(jié)論．
（3）圖5中，支點位于動力和阻力的右側(cè)，彈簧測力計不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響．

解答 解：
（1）杠桿左端下沉，應(yīng)將杠桿重心向右移，所以應(yīng)將兩端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右調(diào)節(jié)，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂等于支點到力的作用線的距離，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來．
（2）“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，此時的力臂正是支點到力作用點的距離．為得出普遍結(jié)論，應(yīng)改變力的方向使力臂不等于支點到力作用點的距離，多做幾次實驗，得出實驗結(jié)論，故正確的實驗操作應(yīng)該是B、去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測力計斜向下拉．故選B．
（3）圖5中，杠桿的重心不在支點上，杠桿自身的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數(shù)值偏大．
故答案為：（1）右；便于測量力臂，同時消除杠桿自身重力對杠桿的影響；（2）B；（3）杠桿自重的影響．

點評 本題考查調(diào)節(jié)平衡螺母的作用、杠桿實驗時動力和阻力的實驗要求及根據(jù)杠桿平衡條件計算．當(dāng)杠桿處于水平位置平衡時，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變小．