Question

小明和小紅利用如圖甲所示裝置，在杠桿支點的兩邊分別掛上鉤碼來探究杠桿的平衡條件．
（1）如圖乙，為使杠桿在水平位置平衡，應將左端的平衡螺母向______（選填“左”或“右”）移動，將杠桿調整在水平位置的目的是為了方便測量______．
（2）小明在實驗中記錄了三次實驗數據如下表：

次數/實驗	動力F1/N	動力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	1.0	10	0.5	15
2	2.0	10	1.0	20
3	2.0	20	4.0	10

這三次實驗數據中有一次是錯誤的，錯誤數據的實驗次數是______，由正確實驗結果可得杠桿的平衡條件是______．
（3）小紅調節好平衡后，在杠桿兩端掛上鉤碼，杠桿的狀態如圖丙所示，為此，小紅又調節兩端的平衡螺母，使杠桿重新回到水平平衡位置，然后正確記錄下鉤碼重、動力臂OA和阻力臂OB的值，分析實驗數據后發現得不到教材中的“杠桿的平衡條件”，小紅的哪一步操作導致了實驗結果與教材中的結論不一致？答：______．
（4）有同學用現有實驗方案得到如下結論“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”，這個結論與杠桿的平衡條件不符，原因是實驗過程中______．
A．沒有改變力的大小　　B．沒有改變力的方向
C．沒有改變力的作用點　　D．實驗次數較少，結論具有偶然性．

Answer 1

解：（1）如圖乙杠桿右端上翹，平衡螺母向上翹的右端移動．
杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小．
（2）實驗2和3，符合F₁L₁=F₂L₂，實驗1不符合F₁L₁=F₂L₂，所以實驗1數據是錯誤的．
（3）若在杠桿的支點兩側上掛上鉤碼后，杠桿不在水平位置平衡，此時不能再移動平衡螺母，改變鉤碼的數量或位置，使杠桿在水平位置重新平衡．
（4）改變力的方向，使力不豎直作用在杠桿上，力臂不在杠桿上進行探究實驗推翻“動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離”．
故答案為：（1）右；力臂大小；（2）1；F₁L₁=F₂L₂；（3）杠桿上掛鉤碼后，小紅又調節了平衡螺母；（4）B．
分析：（1）調節杠桿在水平位置平衡時，平衡螺母向上翹的一端移動．探究杠桿平衡條件時，使杠桿在水平位置平衡，便于測量力臂大小，杠桿的重心通過支點，消除杠桿重對杠桿平衡的影響，使實驗簡單化，便于探究．
（2）杠桿平衡條件：F₁L₁=F₂L₂．根據杠桿平衡條件判斷錯誤數據．
（3）調節平衡螺母使杠桿在水平位置平衡后，就不能再移動平衡螺母，依靠改變鉤碼的數量和位置來使杠桿在水平位置重新平衡．
（4）探究杠桿平衡條件時，杠桿在水平位置平衡，力豎直作用在杠桿上，力臂在杠桿上，力臂等于知道到力作用點的距離，要改變力的方向，使力臂不在杠桿上．
點評：力臂在杠桿上，符合兩個條件：杠桿在水平位置平衡，力豎直作用在杠桿上．