Question

在只學習了支點、動力、阻力概念的情況下，聯系玩蹺蹺板的游戲，甲、乙兩小組繼續研究動力對杠桿平衡的影響．他們將一個玩具“海寶”固定在杠桿一端的B點作為阻力，且保持阻力的大小、方向、作用點都不變，在杠桿的另一端用力使杠桿在水平位置平衡，并用測力計測出動力的大小．實驗中，甲小組每次都保持動力在豎直方向、只改變動力作用點的位置，分別如圖（a）中的F₁、F₂、F₃所示；乙小組每次都保持動力作用點的位置不變、改變動力的方向（“動力的方向”用OA連線跟動力方向的夾角θ表示，且0°＜θ≤90°），分別如圖（b）中的F₄、F₅、F₆所示；表一、表二是兩小組同學記錄的實驗數據．

表一    甲小組				表二    乙小組
實驗 序號	支點到動力作用點 的距離 S （厘米）	動力的方向 （夾角θ）	動力的 大小（牛）	實驗 序號	支點到動力作用點 的距離 S （厘米）	動力的方向 （夾角θ）	動力的 大小（牛）
1	5	90°	6	4	15	30°	4
2	10	90°	3	5	15	45°	2.8
3	15	90°	2	6	15	90°	2

（1）分析比較表一中______的實驗數據可知：作用在杠桿一端的阻力不變時，要使杠桿平衡，在動力方向不變（θ=90°）的情況下，支點到動力作用點的距離S越大，動力越小．
（2）分析比較表二中第三列與第四列的實驗數據可知：作用在杠桿一端的阻力不變時，要使杠桿平衡，在動力作用點不變的情況下，______．
（3）進一步分析圖（b）所示的實驗現象及表二中的實驗數據，可以發現，作用在杠桿一端的阻力不變時，要使杠桿平衡，當動力作用點不變，動力的方向改變以后，動力的大小與______有關，______．
（4）進一步綜合分析表一與表二中的實驗數據及相關條件，可得出的初步結論是：作用在杠桿一端的阻力不變時，影響杠桿平衡的因素是______．

Answer 1

【答案】分析：此題研究了當阻力不變時，杠桿平衡時動力的大小與支點到動力作用點、動力的方向之間的關系，應用控制變量法可解決．
解答：解：（1）當阻力不變時，杠桿平衡時動力的大小與支點到動力作用點之間的關系，應控制動力方向不變，研究第二列與第四列實驗數據；
（2）研究第二列與第四列實驗數據可知，當支點到動力作用點不變時，改變動力的方向，θ越大，動力越小；
（3）θ越大，支點到力的作用線的距離越大，我們同時發現此時動力越小；
（4）綜合1、2、3、結論，我們可以得到：影響杠桿平衡時拉力的大小與動力的大小、支點到動力作用線的距離有關．
故答案：（1）第二列與第四列．
（2）改變動力的方向，θ越大，動力越小．
（3）支點到動力作用線的距離；該距離越大，動力越小．
（4）動力的大小、支點到動力作用線的距離．
點評：物理學中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題．每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．它是科學探究中的重要思想方法，廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中．控制變量法是初中物理中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一．