Question

20．在如圖所示的實驗裝置中：
（1）實驗前沒有掛鉤碼時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下傾，應(yīng)將杠桿右端的螺母向右（填“左”或“右”）邊旋一些，使杠桿在水平位置平衡，使杠桿在水平位置平衡的目的是便于測量力臂．
（2）實驗時鉤碼質(zhì)量50g，杠桿上每格等距，當在A點掛4個鉤碼時，在B處怎樣掛鉤碼可以使杠桿在水平位置平衡（掛法畫在圖中）；也可以在C處用彈簧測力計沿豎直向上方向施加3N的力使杠桿在水平位置平衡．
（3）有一組同學猜想杠桿的平衡條件可能是“動力+動力臂=阻力+阻力臂”．他們經(jīng)過實驗，獲得了下述數(shù)據(jù)：

動力F1/N	動力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
4	5	5	4

于是，他們認為自己的猜想得到了驗證．你認為他們的實驗過程存在什么問題？只測了一組數(shù)據(jù)，便得出結(jié)論，結(jié)論具有偶然性和片面性；不同單位相加．
（4）由實驗得出的正確結(jié)論是：F₁L₁=F₂L₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿傾斜情況判斷杠桿哪端偏重，然后確定平衡螺母移動方向；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件，左3格處掛四個鉤碼，根據(jù)杠桿平衡條件判斷所掛鉤碼個數(shù)及力的大小；
（3）杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂，在實驗中，為得出普遍結(jié)論應(yīng)改變實驗條件，進行多次測量．
（4）杠桿平衡條件：F₁L₁=F₂L₂．

解答 解：（1）因為杠桿左端下傾，所以應(yīng)將杠桿平衡螺母向右移動，使杠桿在水平位置平衡；
使杠桿的水平位置平衡，是為了便于測量力臂；
（2）根據(jù)F_A×L_A=F_B×L_B，
4G×3L=F_B×4L，
解得F_B=3G；
在B處掛3個鉤碼，如圖所示：

要使杠桿平衡，可在C處豎直向上拉測力計，根據(jù)杠桿的平衡條件：
F_A×L_A=F_C×L_C，
4G×3L=F_C×2L，
解得：F_C=6G=6mg=6×50×10^-3kg×10N/kg=3N；
（3）該同學只測量了一組數(shù)據(jù)便得出結(jié)論，結(jié)論具有片面性，同時力臂和力是兩個不同的概念，不能相加，應(yīng)多測幾組數(shù)據(jù)進行分析得出結(jié)論；
（4）分析數(shù)據(jù)可知，杠桿的平衡條件為F₁L₁=F₂L₂．
故答案為：（1）右；便于測量力臂；（2）豎直向上；3；（3）只測了一組數(shù)據(jù)，便得出結(jié)論，結(jié)論具有偶然性和片面性；不同單位相加；（4）F₁L₁=F₂L₂．

點評 本題考查探究杠桿平衡條件的實驗，要求學生平時重視實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，重視自己動手實驗，要學會利用杠桿平衡條件解決簡單的實際問題．
還要特別注意許多試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就是為了尋找普遍規(guī)律．