Question

13．在做研究杠桿平衡的條件實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；如發(fā)現(xiàn)杠桿如圖1所示右端偏高，則可將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)．在實(shí)驗(yàn)過程中，如果發(fā)現(xiàn)杠桿如圖2所示處于靜止，則杠桿不平衡（填“平衡”或“不平衡”），要使杠桿在水平位置平衡，可以通過左邊鉤碼向右移動(dòng)一格 （填寫一種可行的做法即可）．

小紅根據(jù)圖3所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的杠桿平衡條件是：“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”．
（1）為了說明這一結(jié)論并不正確，請(qǐng)你在圖4所示的杠杠B點(diǎn)上畫出需要對(duì)杠杠施加的力的示意圖．
（2）如圖4所示，小華將兩個(gè)重力均為0.5N的鉤碼掛在杠桿左端A點(diǎn)后，又將彈簧測(cè)力計(jì)鉤在杠桿B點(diǎn)處的細(xì)線上．要使杠桿在水平位置平衡，且彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)最小，小華應(yīng)沿豎直向下 方向拉彈簧測(cè)力計(jì)．在此情況下，小華讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.5N．小華對(duì)這次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析后得到杠桿平衡的條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．你認(rèn)為他這樣就得出結(jié)論是否合理？不合理；簡(jiǎn)述理由：沒有多做幾次實(shí)驗(yàn)，得到多組數(shù)據(jù)，分析得出結(jié)論．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)過程中，左邊下沉，說明水平時(shí)左邊的力與力臂乘積較大，應(yīng)減小左邊的力與力臂的乘積或增大右邊的力與力臂的乘積．
（1）小紅得出的杠桿平衡條件是：“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動(dòng)力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，不一定帶有普遍性．因此在此實(shí)驗(yàn)中為驗(yàn)證不是力與支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離的乘積，所以再設(shè)計(jì)一個(gè)方向不在豎直方向的拉力的杠桿平衡．
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，右邊力與力臂的乘積一定，左邊要使力最小，力臂應(yīng)最大；
小華只由一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)就得出結(jié)論，應(yīng)該多做幾次，得到多組數(shù)據(jù)，分析得出規(guī)律．

解答 解：實(shí)驗(yàn)前先要調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使其在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過支點(diǎn)，從而可以不考慮杠桿的重力對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)的影響；
如圖1所示右端偏高，應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向右調(diào)；
如圖2所示杠桿處于靜止，則杠桿不平衡；
若要使杠桿在水平位置平衡，可以通過左邊鉤碼向右移動(dòng)一格，以減小左邊力與力臂的乘積，達(dá)到與右邊的力與力臂的乘積相等．
（1）因杠桿仍在水平位置平衡，所以設(shè)計(jì)的拉力方向不要與杠桿垂直即可，如圖：
支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離不再是力臂，這樣做研究杠桿平衡的條件實(shí)驗(yàn)，
得到結(jié)論就不能是：動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離．
故杠杠施加的力的示意圖和這個(gè)力的力臂如圖所示：

（2）力與力臂的乘積一定時(shí)，力臂最大為支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，此時(shí)力應(yīng)豎直向下．小華應(yīng)進(jìn)行多次試驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)去總結(jié)結(jié)論．
故答案為：水平；右；不平衡；將左邊鉤碼向右移動(dòng)一格；
（1）如上圖；
（2）豎直向下；不合理；沒有多做幾次實(shí)驗(yàn)，得到多組數(shù)據(jù)，分析得出結(jié)論．

點(diǎn)評(píng) 解題關(guān)鍵有兩點(diǎn)：
一是知道杠桿的重力方向通過支點(diǎn)，就不會(huì)對(duì)杠桿平衡產(chǎn)生影響；
二是在實(shí)驗(yàn)過程中不能再調(diào)節(jié)平衡螺母．
三注意力臂與支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，不能相提并論，它們相等是有條件的．