Question

如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向　　　(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在不挂钩码时，达到水平平衡状态。
（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为　　　。他这样得出的结论是否合理？　　　　；为什么？　　　　　　　　　　。
（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：　　　　　。

（4）实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，如图甲，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？(请设计两种方案)①._______________________ ；②________________________    。
（5）杠杆不处于水平位置能否平衡？甲乙意见不同。甲认为能平衡。于是他让每次杠杆倾斜时静止，做这个实验也得出了杠杆平衡条件。甲认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？               （选填对或错），甲这种方案与乙让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪个实验方案好，并说明理由：   实验方案好；理由是                   。

Answer 1

（1）左（2）动力×动力臂＝阻力×阻力臂。　不合理　；　实验次数太少，得不到普遍规律　。（3）　杠杠自重对实验有影响　。（4）①在右端4处挂3个钩码；②在右端6处挂2个钩码（5）对 ，乙，便于测量力臂。

解析试题分析：杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律．图乙中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响．根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，设计实验方案．探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响．杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来．（1）杠杆右端下沉，杠杆重心在支点右侧，为使杠杆能水平平衡，应向左调节平衡螺母，直至重心移到支点处为止．
（2）杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
只通过一次测量，根据得出的数据就得出实验结论，实验数据太少，不具备普遍性，因此得出的结论不合理．
（3）图2中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，
导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大．
（4）设一个钩码重为G，一格为L，根据杠杆平衡的条件，F₁×L₁=F₂×L₂，则有4G×3L=3G×4L=2G×6L；①在右端4处挂3个钩码；②在右端6处挂2个钩码
（5）只要杠杆的动力×动力臂=阻力×阻力臂，杠杆就能平衡，杠杆平衡不一定在水平位置，在其它位置，杠杆也可以平衡，甲的说法是正确的；
杠杆在水平位置平衡，力与杠杆垂直，力臂在杠杆上，力臂等于支点到力的作用点的距离，便于测量力臂大小，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响，便于实验操作与测量；
由此可见，杠杆在水平位置平衡好，即乙的实验方案好．
考点：本题考查探究杠杆的平衡条件实验
点评：（1）杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡；
（2）初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律