Question

7．如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個．

（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．此時，應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時，達到水平位置平衡．
（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個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：動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積．他這樣得出的結(jié)論是否合理？不合理；為什么？實驗次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性．
（3）實驗時只有8個相同的鉤碼，杠桿上每格等距，如圖甲，當在A點掛4個鉤碼時，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡？在C點掛4個鉤碼或在D點掛3個鉤碼．
（4）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)利用如圖乙所示裝置進行探究，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，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：杠桿有自重．
（5）杠桿不處于水平位置能否平衡？甲乙意見不同．甲認為能平衡．于是他讓每次杠桿傾斜時靜止，做這個實驗也得出了杠桿平衡條件．甲認為杠桿平衡不一定是水平的，這種說法對嗎？對（選填對或錯），甲這種方案與乙讓杠桿在水平位置做實驗的方案相比較，你認為哪個實驗方案好，并說明理由：乙實驗方案好；理由是便于從杠桿上直接測出力臂．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點右側(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）杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂；初中物理用實驗探究物理問題時要進行多次實驗，有的是為了多次測量求平均值來減小誤差；有的是多次測量發(fā)現(xiàn)變化規(guī)律；有的是為了使實驗結(jié)論具有普遍性．
（3）根據(jù)杠桿平衡的條件可解決題目．
（4）杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小；杠桿的重心過支點，消除杠桿重對杠桿平衡的影響．

解答 解：（1）當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的平衡螺母調(diào)節(jié)方向一致）向左調(diào)節(jié)，直至杠桿在水平位置平衡；
（2）根據(jù)數(shù)據(jù)可得出了杠桿的平衡條件為：動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積；
只有一次實驗總結(jié)實驗結(jié)論是不合理的，一次實驗很具有偶然性，要多進行幾次實驗，避免偶然性．
（3）據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，則有4個×3格=3個×4格=4個×3格；
即在C點掛4個鉤碼或在D點掛3個鉤碼；
（4）杠桿處于靜止狀態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)都叫杠桿平衡，所以甲的說法是對的；
力臂等于支點到力的作用線的距離，在乙的實驗方案中，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來，便于從杠桿上直接測出力臂．而甲實驗方案中的力臂不便于測量，所以，乙的實驗方案好．
故答案為：（1）左；水平；（2）動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積；不合理；實驗次數(shù)太少，結(jié)論具有偶然性；（3）在C點掛4個鉤碼或在D點掛3個鉤碼；（4）杠桿有自重；（5）對；乙；便于從杠桿上直接測出力臂．

點評 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
（2）初中物理實驗進行多次測量有些是為了求平均值，使測得的數(shù)據(jù)更準確，有些是為了尋找普遍規(guī)律，探究杠桿平衡的條件多次測量就是為了尋找普遍規(guī)律．