Question

7．下面是小王利用刻度均勻的勻質杠桿進行探究“杠桿的平衡條件”的實驗．（每個鉤碼重0.5N）

（1）實驗前，將杠桿的中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿左端下沉，這時應將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）端調節，直到杠桿在水平位置平衡．
（2）小王進行正確的實驗操作后，能不能根據圖乙這一組數據得出探究結論？
不能（填“能”或“不能”），理由是實驗次數太少，得出的結論具有偶然性．
（3）如圖乙所示，杠桿在水平位置平衡．如果在杠桿兩側各去掉一個相同的鉤碼，則杠桿左端下沉（填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）．
（4）如圖乙所示，把B點處的鉤碼取下，在B點處施加一個豎直向下的拉力F時，杠桿仍然在水平位置平衡．當拉力F向右傾斜時，仍要保持杠桿在水平位置平衡，拉力F的大小將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”），原因是其力臂變小．
（5）如果小王又進行了如圖丙所示的探究，考慮杠桿重力的影響，發現用彈簧測力計在C點豎直向上拉使杠桿仍然處于水平位置平衡時，彈簧測力計示數大于3N．

Answer 1

分析 （1）在調平杠桿平衡時，杠桿的哪端高，平衡螺母要向哪端移動；
（2）用實驗數據總結實驗結論時，要進行多次實驗，總結的實驗結論才具有普遍性，避免偶然性；
（3）用杠桿的平衡條件來判斷，力和力臂乘積大的一端，杠桿該端下沉；
（4）阻力和阻力臂不變時，彈簧測力計傾斜，動力臂變小，動力變大．
（5）若杠桿的支點在杠桿的中點處，此時重力恰好作用在支點，若不在中點，此時杠桿的平衡會受重力的影響，根據重力的方向判斷出重力是使杠桿向哪個方向轉動，從而判斷出測量結果偏差

解答 解：（1）杠桿靜止時，杠桿左端下沉，說明右端偏高，平衡螺母需向右調節；
（2）用實驗來探究物理規律時，要采用多次實驗，用多組實驗數據來總結實驗結論，實驗結論具有普遍性，如果只有一次實驗數據，總結的實驗結論具有偶然性，所以不能用一次實驗數據總結實驗結論．
（3）設一個鉤碼的重力為G，杠桿一個小格代表L，
如果在圖甲中杠桿兩側各去掉一個相同的鉤碼時，
杠桿的左端：3G×3L=9GL，
杠桿的右端：2G×4L=8GL，
所以杠桿的左端力和力臂的乘積大于右端的乘積，所以杠桿左端下沉．
（4）乙圖中，在B點處施加一個豎直向下的拉力F，拉力力臂為OB，拉力F向右傾斜拉杠桿，拉力的力臂小于OB，拉力力臂變小，所以拉力變大．
（5）若不計杠桿的重力，根據杠桿的平衡條件：
F_向上L_向上=F_向下L_向下
F′•3L=3G•6L
解得F′=6G=6×0.5N=3N
由于桿的重心在桿的中點，方向豎直向下，重力與鉤碼同時使杠桿向逆時針方向轉動，所以彈簧測力計的示數應大于3N．
故答案為：（1）右；（2）不能；實驗次數太少，得出的結論具有偶然性；（3）左；（4）變大；其力臂變小；（5）重力；3．

點評 此題是探究杠桿平衡實驗，考查了杠桿的調平及杠桿平衡條件的應用，在利用平衡條件公式時，要注意分析力和對應的力臂．