Question

用细线拴住一端粗、一端细的实心胡萝卜并悬挂起来，静止后胡萝卜的轴线水平，如图甲所示；在拴线处沿竖直方向将胡萝卜切成A、B两段．A、B哪段重些呢？甲、乙、丙三个同学提出各自的猜想：

甲：A较重　　 乙：B较重　　丙：A、B一样重．
（1）请设计一个简易实验，判断A、B的轻重．
所用器材：________
操作方法：________
现象及结论：________
（2）为进一步研究类似A、B轻重的问题．，某同学在一根有等距离的均匀杠杆两侧挂上没个质量都相等的钩码进行实验，杠杆静止于水平状态的按此实验情景如图乙所示
①根据图中的实验，可以判断________同学的猜想正确（填“甲”、“乙”或“丙”）
②根据图中所示的实验，该同学得出结论只要满足“阻力×阻力作用点到支点的距离=动力×动力作用点到支点的距离”，杠杆就能平衡．
③这个结论是否正确？
④用丙所示的装置，怎样通过实验说明该结论是否正确，写出具体实验步骤．

Answer 1

（1）所用器材：①天平．②操作方法：分别把A、B放入调好的天平两盘，观察指针的位置；③指针偏向哪侧，则哪侧重；
（2）①三幅图中左边钩码个数和力臂都不变，但右边随着钩码个数的减少，力臂在变大．可得重力越大，其力臂越小．即甲同学猜想正确．故答案为甲．
②实验时应将弹簧测力计钩在杠杆右侧的不同位置沿倾斜方向拉，使杠杆在水平位置平衡，会发现：“阻力×阻力作用点到支点的距离≠动力×动力作用点到支点的距离”可判断这个结论错误．
故答案为：（1）天平；把A、B两段萝卜分别放入调好的天平的左右两盘；天平指针向哪边偏转，哪段萝卜就重．
（2）甲；不正确．步骤：①将测力计斜拉，杠杆平衡读出示数；②读出动力、阻力、动力作用点和阻力作用点到支点的距离；③根据F₁×L₁=F₂×L₂，计算可知结论不正确．
分析：（1）可用天平测量A、B两段萝卜的质量进行比较；
（2）从三幅中可看出，当钩码的个数越少时，其力臂就越长．由杠杆的平衡条件可得甲同学的猜想是正确的．
（3）此结论是错误的，让拉力的方向不沿竖直方向而是倾斜时，根据其读数及构码重和各自作用点到支点的距离关系便可证明此结论是错误的．
点评：此题主要考查学生对于杠杆平衡条件的理解，解题的关键是理解力臂的概念，它是指从支点到力的作用线的距离．