Question

【題目】如圖所示，在探究“杠桿的平衡條件”實驗中用到的實驗器材有：杠桿、鐵架臺、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同的鉤碼若干個．

（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿右端下沉．此時，應把杠桿左端的平衡螺母向___(選填“左”或“右”)調節，使杠桿在不掛鉤碼時，保持在___位置并靜止．

（2）杠桿調節平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼（如圖甲所示），為了使杠桿仍在水平位置平衡，可以在B點處掛___個鉤碼或用彈簧測力計拉杠桿．若采用彈簧測力計，拉力的方向由豎直向下逐漸向右傾斜時，為使杠桿仍然保持平衡，彈簧測力計的示數將___(選填“變大”、“變小”或“不變”)，其原因是___.

（3）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小明同學利用如圖乙所示裝置進行探究，發現在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于水平平衡時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因可能是___對實驗產生了影響.

（4）關于“杠桿不處于水平位置能否平衡？”小海和小紅意見不同.小海認為能平衡，于是他每次讓杠桿傾斜到同一位置靜止，這樣實驗也得出了同樣的杠桿平衡條件.

小海認為杠桿平衡不一定是水平的，這種說法對嗎？___（填“對”或“錯”），小海這種方案與小紅讓杠桿在水平位置做實驗的方案相比較，你認為小海和小紅哪位同學的實驗方案好？請說明理由：答：___的實驗方案好；理由是___.

Answer 1

【答案】左 水平 6 變大 動力臂變小了 杠桿自身的重力 對 小紅 便于測量力臂

【解析】

（1）杠桿傾斜時，杠桿的重心偏向杠桿下沉的一端，左、右兩端的螺母（或一端的螺母）要向杠桿上翹的一端調節；實驗前先要調節杠桿在水平位置平衡，這是為使杠桿所受的重力通過支點，從而可以不考慮杠桿的重力對其轉動的影響；
（2）由杠桿平衡條件計算出所掛鉤碼的大小；當拉力傾斜時，會造成力臂變小，相應的力會變大，這樣才能繼續平衡；
（3）支點位于動力和阻力的右側，彈簧測力計不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響；
（4）探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，此時力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來。

（1）將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿右端下沉，左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動，直到杠桿在水平位置靜止；杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小，同時杠桿的重心通過支點，消除杠桿重對杠桿平衡的影響；
（2）杠桿平衡后，若在A點掛4個鉤碼，則左邊點重力為4G，因為力臂OA=3，力臂OB=2,由杠桿的平衡條件（F1l1=F2l2）可知：4G×3=F1×2，實驗F1=6G；故應在B點應掛6個鉤碼，才能使杠桿恢復平衡；

當拉力F向右傾斜時，要保持杠桿仍在水平位置平衡，則拉力F將變大，這是因為當拉力傾斜時，拉力F力臂變小，所以力才會變大；

（3）杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大；

（4）杠桿處于靜止狀態或勻速轉動狀態都叫杠桿平衡，所以小海的說法是對的；力臂等于支點到力的作用線的距離，在小紅的實驗方案中，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來。而小海實驗方案中的力臂不便于測量，所以，小紅的實驗方案好。