Question

12．某同學在做“研究杠桿平衡條件”的實驗時，進行了如下實驗步驟：
a．把杠桿的中點支在支架上，這時發(fā)現(xiàn)杠桿左端高、右端低，則應該把杠桿的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；
b．把鉤碼掛在杠桿的兩邊，改變鉤碼的個數(shù)和位置，使杠桿恢復平衡，記下兩邊的鉤碼的重，讀出兩邊的力臂，獲得一組實驗數(shù)據(jù)；
c．改變力和力臂數(shù)值，再做兩次實驗；
d．算出各次實驗的動力乘以動力臂和阻力乘以阻力臂的數(shù)值，分析數(shù)據(jù)得出結論．
（1）請將步驟a補充完整；
（2）進行步驟a的主要目的是為了直接從杠桿上讀出力臂的大��；
（3）步驟d得出的實驗結論應該是F₁l₁=F₂l₂；
（4）圖甲的杠桿已調(diào)至水平平衡，在A點掛了兩個相同鉤碼，則應在B點掛4個相同的鉤碼，才能使杠桿保持水平平衡；

（5）上述實驗步驟c的目的是為了D；（只填代碼）
A．減小摩擦對實驗的影響               B．使每組數(shù)據(jù)更準確
C．多次測量取平均值，減小誤差         D．獲取多組數(shù)據(jù)，尋找普遍規(guī)律
（6）圖乙所示，把彈簧測力計掛鉤固定在C點，要使杠桿水平平衡，彈簧測力計向右上方拉（拉環(huán)固定在支架上）比豎直向上拉示數(shù)要大（選填“大”或“小”）．如果此時在A點下方再掛一個鉤碼，為了使杠桿仍保持水平平衡，且彈簧測力計示數(shù)不變，應將懸點D向上（選填“向上”或“向下”）移動．

Answer 1

分析 （1）杠桿平衡調(diào)節(jié)原則是：右低將平衡螺母左調(diào)，左低將平衡螺母右調(diào)．
（2）杠桿在水平位置平衡，好處有二：一是杠桿的重心在支點上，二是兩邊支點到力的懸掛點距離為力臂，便于力臂的測量．
（3）杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂即：F ₁L ₁=F₂L₂．
（4）知道動力臂、阻力、阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件求出動力，求出鉤碼的數(shù)量．
（5）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論具有普遍性．
（6）阻力和阻力臂不變時，彈簧測力計傾斜，動力臂變小，動力變大；
根據(jù)杠桿平衡的條件（F₁L₁=F₂L₂），計算F₂的值，并且當F₁L₁是定值，L₂越小，F(xiàn)₂越大．

解答 解：
（1）因為杠桿左端高右端低，所以應將平衡螺母向左調(diào)，使杠桿在水平位置平衡；
（2）當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，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來；
（3）本實驗的結論是杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F₁l₁=F₂l₂；
（4）設杠桿的一個小格為L，一個鉤碼重為G，
圖甲中，由杠桿平衡條件得，2G×4L=nG×2L，
所以n=4（個），所以應在杠桿左邊B處掛4個相同的鉤碼．
（5）探究杠桿平衡的條件時進行多次實驗，通過實驗數(shù)據(jù)總結實驗結論，使實驗結論具有普遍性，避免偶然性，故D正確．
（6）圖乙中，彈簧測力計豎直向上拉杠桿時，拉力力臂為OC，彈簧測力計逐漸向右傾斜拉杠桿，拉力的力臂小于OC，拉力力臂變小，拉力變大，彈簧測力計示數(shù)變大．
如果此時在A點的鉤碼下方再掛一個鉤碼，F(xiàn)₁變大，F(xiàn)₁L₁的乘積變大；
為了再次使杠桿平衡，F(xiàn)₂L₂的乘積隨之變大；
因為彈簧測力計示數(shù)F₂是定值不變，所以要增大L₂的值，應將懸點D向上移動．
故答案為：（1）左；水平；（2）力臂；（3）F₁l₁=F₂l₂；（4）4；（5）D；（6）大；向上．

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．