Question

13．某科學(xué)興趣小組的同學(xué)在探究杠桿的平衡條件時(shí)，聯(lián)想到玩蹺蹺板的游戲，繼續(xù)“動(dòng)力對(duì)杠桿平衡的影響”研究實(shí)驗(yàn)． 將一個(gè)玩具固定在杠桿B點(diǎn)上作為阻力，且保持阻力的大小、方向、作用點(diǎn)都不變，在杠桿的另一端用力使杠桿在水平位置平衡，并用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出動(dòng)力的大�。畬�(shí)驗(yàn)中，甲小組每次都保持動(dòng)力在豎直方向、只改變動(dòng)力作用點(diǎn)的位置，分別如圖（a）中的F₁、F₂、F₃所示；乙小組每次都保持動(dòng)力作用點(diǎn)的位置不變、改變動(dòng)力的方向（“動(dòng)力的方向”用OA連線跟動(dòng)力方向的夾角θ表示，且0°＜θ≤90°），分別如圖（b）中的F₄、F₅、F₆所示；表Ⅰ、表Ⅱ是甲、乙兩組同學(xué)所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

表Ⅰ甲組				表Ⅱ乙組
實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn) 的距離S/cm	動(dòng)力的方向 （與杠桿的夾角θ）	動(dòng)力的 大小/N	實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn) 的距離S/cm	動(dòng)力的方向 （與杠桿的夾角θ）	動(dòng)力的 大小/N
1	5	90°	6	4	15	30°	4
2	10	90°	3	5	15	45°	2.8
3	15	90°	2	6	15	90°	2

（1）分析比較表Ⅰ中第二列和第四列的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：作用在杠桿一端的阻力不變時(shí)，要使杠桿平衡，在動(dòng)力方向不變（θ=90°）的情況下，支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離S越大，動(dòng)力越�。�
（2）分析比較表Ⅱ中第三列與第四列的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：作用在杠桿一端的阻力不變時(shí)，要使杠桿平衡，在動(dòng)力方向不變的情況下，改變動(dòng)力的方向，θ越大，動(dòng)力越�。�
（3）進(jìn)一步綜合分析表Ⅰ與表Ⅱ中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：作用在杠桿一端的阻力不變時(shí)，影響杠桿平衡的因素是動(dòng)力的大小、支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離．

Answer 1

分析 此題研究了當(dāng)阻力不變時(shí)，杠桿平衡時(shí)動(dòng)力的大小與支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)、動(dòng)力的方向之間的關(guān)系，應(yīng)用控制變量法可解決．

解答 解：（1）研究表Ⅰ中第二列與第四列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即比較支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離S和動(dòng)力的大小可知，當(dāng)阻力不變時(shí)，杠桿平衡時(shí)動(dòng)力的大小與支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)之間的關(guān)系，且在動(dòng)力方向不變（θ=90°）的情況下，支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離S越大，動(dòng)力越��；
（2）研究表Ⅱ中第二列與第四列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)不變時(shí)，改變動(dòng)力的方向，θ越大，動(dòng)力越��；
（3）綜合分析表Ⅰ與表Ⅱ中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，我們可以得到：影響杠桿平衡時(shí)拉力的大小與動(dòng)力的大小、支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離有關(guān)．
故答案：（1）支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離S越大，動(dòng)力越小；（2）第三列與第四列；（3）動(dòng)力的大小、支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離．

點(diǎn)評(píng) 物理學(xué)中對(duì)于多因素（多變量）的問(wèn)題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問(wèn)題變成多個(gè)單因素的問(wèn)題．每一次只改變其中的某一個(gè)因素，而控制其余幾個(gè)因素不變，從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．它是科學(xué)探究中的重要思想方法，廣泛地運(yùn)用在各種科學(xué)探索和科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究之中．控制變量法是初中物理中常用的探索問(wèn)題和分析解決問(wèn)題的科學(xué)方法之一．