Question

【題目】【實驗名稱】：探究杠桿平衡的條件

【實驗器材】：杠桿、支架、刻度尺、細線、質量相同的鉤碼若干，彈簧測力計．

【設計并進行實驗】：

（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，如圖甲所示，小敏同學趕快將杠桿左端的平衡螺母向右調，小紅同學認為也可以將右端的平衡螺母向_____（選填“右”或“左”）調，直到杠桿在水平位置平衡為止；

（2）平衡后，當杠桿左側鉤碼和右側的鉤碼處于圖乙所示狀態時，整個裝置_____（選填“能”或“不能”）達到新的平衡，若杠桿兩側各取下一個鉤碼，杠桿會_____．（選填“左側下降”或“右側下降”）

（3）若在圖乙所示狀態下將左側的一個鉤碼取下，要是杠桿重新在水平位置平衡，應將右側鉤碼_____（說出鉤碼移動的方向及格數）

【實驗拓展】

（4）實驗結束后，小敏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？”于是小組同學利用如圖丙所示裝置進行探究，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狀態時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因是：_____．

（5）小紅同學想利用身邊的器材做實驗來驗證杠桿的平衡條件，她把塑料直尺放在圓柱形水杯上，如圖丁所示，使塑料直尺在水平位置平衡，然后在塑料直尺的兩端分別放上不同數量的相同硬幣，調節硬幣的位置，使塑料直尺在水平位置重新平衡，如圖戊所示，

①該同學把圖戊中的L1、L2作為力臂的大小進行計算，其錯誤的原因是_____．

②該實驗的操作上的不足是_____（只寫一條）

Answer 1

【答案】 右 能 左側下降 向左移動一格 杠桿有自重 L1、L2不是兩力的力臂 平衡很難調或測量很困難

【解析】（1）如圖甲所示，杠桿左端下沉，應將平衡螺母向右調，所以小紅同學應將右端的平衡螺母向右調，直到杠桿在水平位置平衡為止；

（2）設杠桿上每小格的長度為L，每個鉤碼重為G。當杠桿左側鉤碼和右側的鉤碼處于圖乙所示狀態時，則左端=3G×2L=6GL，右端=2G×3L=6GL，左端=右端，整個裝置能達到新的平衡；

若杠桿兩側各取下一個鉤碼，則左端=2G×2L=4GL，右端=G×3L=3GL，左端＞右端，杠桿會左側下降。

（3）若在圖乙所示狀態下將左側的一個鉤碼取下，則左端=2G×2L=4GL，要是杠桿重新在水平位置平衡，右端=2G×2L=4GL，則應將右側鉤碼向左移動一格。

（4）小組同學利用如圖丙所示裝置進行探究，發現在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉，因為杠桿有自重，所以使杠桿處于水平平衡狀態時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符。

（5）a、由圖可知，L1、L2分別是支點到硬幣邊緣的距離，不是兩個力的力臂。

b 、把塑料直尺放在圓柱形水杯上，平衡很難調，測量很困難。