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、細線和質量相同的鉤碼若干個（每個鉤碼重力為1N，杠杠上每個小格為1cm）．
（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，應把杠桿兩端的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時，保持水平并靜止，達到平衡狀態(tài)．這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測量力臂．
（2）杠桿調節(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×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）．他這樣得出的結論是不合理的，為什么？不合理，結論不具有普遍性．
（3）實驗結束后，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：杠桿自重的影響．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點右側，調節(jié)平衡螺母應使杠桿重心左移，這一調節(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）實驗時，如果只用一組數(shù)據(jù)得到結論，偶然性太大，因此應獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律．
（3）圖乙中，支點位于動力和阻力的右側，彈簧測力計不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉動產(chǎn)生了影響．

解答 解：（1）杠桿右端下沉，說明杠桿重心偏右，應將平衡螺母向左調節(jié)，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；力臂等于支點到力的作用線的距離，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．
（2）杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂），只通過一次測量，數(shù)據(jù)具有偶然性，不具備普遍性．
（3）圖乙中，杠桿的重心不在支點上，杠桿自身的重力對杠桿轉動產(chǎn)生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數(shù)值偏大．測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．
故答案為：（1）左；水平；力臂；（2）動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；不合理，結論不具有普遍性．（3）杠桿自重的影響．

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首先調節(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．