Question

【題目】如圖甲所示小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、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，應把杠桿兩端的平衡螺母向_____（選填“左”或“右”）調節，杠桿調節平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼，杠桿恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件。老師指出他這樣得出的結論不合理，這是因為______________；

(2)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在原位置處于平衡狀態時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符。其原因是：____________；

(3)丙圖中若測力計的示數與鉤碼重力相等，則測力計與杠桿之間的夾角等于_______（填銳角的度數），測力計在丙圖中A點改變不同的角度時所用的最小拉力是________（設鉤碼總重為G）。

Answer 1

【答案】左 應多次測量，找普遍規律 杠桿自重對實驗的影響 30°

【解析】

(1)[1]杠桿右端下沉，應把杠桿兩端的平衡螺母向左調，左端的平衡螺母左調相當于延長了左端的力臂，右端的平衡螺母左調，相當于縮短了右端的力臂。

[2]小明做一次實驗便得出結論，實驗次數太少，結論不具有普遍規律，具有偶然性。

(2)[3]圖乙中，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。

(3)[4]丙圖中測力計的示數與鉤碼重力相等，說明動力臂與阻力臂相等，由圖可知：

彈簧測力計拉力的力臂OB為支點O與拉力作用點A長度的一半，根據三角形的知識可知：測力計與杠桿之間的夾角為30°。

[5]測力計在丙圖中A點所用的最小拉力時，拉力與杠桿垂直，此時力臂的長度為OA；假設杠桿的一個小格代表l，由杠桿平衡的條件F1l1=F2l2可得彈簧測力計在A點的最小拉力為

F1==