Question

在探究“杠杆平衡条件”的实验中．
（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的平衡螺母向______调节，使杠杆在水平位置平衡，实验前使杠杆水平平衡的目的是______．
（2）实验中，用图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式．这主要是因为该种方式______
A．一个人无法独立操作　 B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合　　 D．力和力臂数目过多
（3）图中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第______格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以水平平衡．
（4）有一组同学通过实验获得了如下数据：

动力	动力臂	阻力	阻力臂
4N	5cm	5N	4cm

于是他们认为杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂．你认为他们的实验存在的问题是______．

Answer 1

解：（1）杠杆不在水平位置平衡，左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应将右端的平衡螺母向右调节；实验前使杠杆在水平位置平衡，其目的是杠杆的重心恰好通过支点，消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，同时便于直接从杠杆上读出力臂；
（2）实验中，如图所示的方式悬挂钩码，杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果，采用这种方式是不妥当的．这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多．
（3）由杠杆平衡条件，要使杠杆平衡，右边两个钩码挂3格处，左边应三个钩码挂2格处，故左边第2格处钩码不动，将1、3格处的钩码移到它的下方．
（4）存在的问题有：
①他们只从一次实验研究得出结论具有偶然性，不具有普遍性，实验结论必须在多次试验的基础上得出，这样才能有效地避免实验结果偶然性出现．
②因力和力臂是单位不同的两个物理量，故不能相加．
故答案为：（1）右；消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，便于直接从杠杆上读出力臂；（2）D；（3）2；（4）没有多次实验寻求普遍规律；单位不同的两个物理量不能相加．
分析：（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（重力的方向跟杠杆垂直），同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡；
（2）在初中阶段，探究杠杆平衡条件的实验，作用在杠杆上的力只有一个动力和一个阻力，不探究多个动力或阻力的作用下的杠杆平衡；
（3）由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，判断出右边两个钩码挂3格处时，左边三个钩码应挂几格处；
（4）要想验证猜想“杠杆的平衡条件是“动力+动力臂=阻力+阻力臂””是否正确应通过多次实验，防止偶然性．
点评：在探究杠杆平衡条件时，杠杆的重心应调到支点上，使其不影响两边力与力臂的乘积相等；为实验结论更令人信服，应当多做几次试验，避免实验结论的偶然性．