Question

19．某同學(xué)在做“研究杠桿平衡條件”的實驗進行了如下實驗步驟．
a．把杠桿的中點支在支架上；
b．把鉤碼掛在杠桿的兩邊，改變鉤碼的位置使杠桿水平平衡；
c．記下兩邊的鉤碼的重，用尺量出它們的力臂，記下實驗數(shù)據(jù)；
d．改變力和力臂數(shù)值，做三次實驗．
e．求出各次實驗的動力乘以動力臂和阻力乘以阻力臂數(shù)值．
（1）請你指出該同學(xué)在b步操作之前漏掉了一個重要步驟，這個步驟是調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡
（2）如果實驗中所用鉤碼的質(zhì)量都相等，如果在如甲圖示，杠桿的B處應(yīng)該掛4個鉤碼，才能使杠桿在水平位置平衡．若鉤碼所掛位置不動，將左邊的鉤碼拿掉一個，要使杠桿仍保持平衡狀態(tài)，應(yīng)將右邊的鉤碼拿掉2個．
（3）如果在C點改用彈簧測力計拉，也使杠桿水平平衡，應(yīng)沿豎直向上方向拉動彈簧測力計．
（4）如果如乙圖示把彈簧測力計斜拉，且拉環(huán)固定在支架上（P點），當(dāng)杠桿水平平衡時彈簧測力計示數(shù)比步驟（3）中的大（選填“大”、“小”）．原因是拉力的力臂比第三次實驗的拉力力臂變變�。ㄟx填“變大”或“變小”）了．
（5）由此，總結(jié)出杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂．

Answer 1

分析 （1）探究杠桿平衡條件的實驗時，首先把杠桿支在支架上，然后調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，最后才掛鉤碼進行探究；
（2）根據(jù)杠桿平衡的條件（F₁L₁=F₂L₂），進行計算；
（3）杠桿在水平位置平衡，力豎直作用在杠桿上，便于確定力臂；根據(jù)阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動，動力促使杠桿轉(zhuǎn)動，判斷動力的方向；
（4）杠桿都在水平位置平衡，當(dāng)彈簧測力計傾斜拉動杠桿時，力臂變小，力變大；
（5））根據(jù)杠桿平衡的條件（F₁L₁=F₂L₂），進行解答．

解答 解：
（1）實驗步驟中，把杠桿的中點支在支架上，就進行探究杠桿平衡條件的實驗數(shù)據(jù)的測量，沒有考慮杠桿重力對杠桿平衡產(chǎn)生的影響和便于測量力臂，所以b步之前漏掉一個重要步驟：調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；
（2）設(shè)每個鉤碼的重力為G，每個格的長度為L，根據(jù)杠桿平衡的條件：F₁L₁=F₂L₂可知；
2G×4L=F₂×2L，所以F₂=4G，杠桿的B處應(yīng)該掛4個鉤碼；
若鉤碼所掛位置不動，將左邊的鉤碼拿掉一個，要使杠桿仍保持平衡狀態(tài)，根據(jù)杠桿平衡的條件：F₁L₁=F₂L₂可知；
G×4L=F₂×2L，所以F₂=2G，杠桿的B處應(yīng)該掛2個鉤碼，應(yīng)將右邊的鉤碼拿掉2個；
（3）使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于確定力臂，所以彈簧測力計要豎直拉動杠桿；圖中鉤碼使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，拉力要使杠桿順時針轉(zhuǎn)動，所以彈簧測力計要豎直向上拉動杠桿；
（4）阻力、阻力臂不變，彈簧測力計傾斜拉動杠桿時，動力臂變小，動力增大，所以彈簧測力計示數(shù)變大；
（5）通過此實驗，總結(jié)出杠桿的平衡條件為：F₁L₁=F₂L₂．
故答案為：（1）b；調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；（2）4；2；（3）豎直向上；（4）大；變�。唬�5）F₁L₁=F₂L₂．

點評 （1）探究杠桿的平衡條件和使用天平稱量物體質(zhì)量時，操作步驟是大致相同的：首先調(diào)節(jié)杠桿或天平在水平位置平衡，然后在掛鉤碼或往天平盤內(nèi)增加物體和砝碼，使杠桿或天平重新平衡；
（2）探究杠桿平衡時，彈簧測力計傾斜拉動杠桿在水平位置平衡，力臂變小，力變大，是本實驗經(jīng)常考查的內(nèi)容．