Question

在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，有一組同學猜想杠桿的平衡條件可能是“動力+動力臂=阻力+阻力臂”，于是用了如圖所示的裝置，進行實驗驗證．
（1）實驗前沒有掛鉤碼時，發現杠桿左端下傾，應將杠桿兩端的螺母向________端移動，使杠桿在________位置平衡．
（2）實驗時，他們在右端掛了4個鉤碼，左端掛了6個鉤碼，經過調整，得到了下列實驗數據：

于是，他們認為自己的猜想得到了驗證．你認為他們的實驗過程存在的問題是：________；________．
（3）經過老師的提醒，他們發現了問題，再次實驗，最終得到了正確的結論．根據他們后來的結論，請思考：
如果實驗時，只有10個相同的鉤碼，杠桿上每格等距，當在A點掛4個鉤碼時，則怎樣掛鉤碼可以使杠桿在開始的位置平衡？請設計一種方案：________．

Answer 1

解：（1）實驗前沒有掛鉤碼時，發現杠桿左端下傾，應將杠桿兩端的螺母向右端移動，使杠桿在水平位置平衡．
（2）他們只測出了一組數據并且還將兩個單位不同的物理進行相加，這是錯誤的；
（3）根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得：左邊=4G×3L=12GL；為了使杠桿保持平衡，右邊也應等于12GL．
故答案為：
（1）右；水平；
（2）實驗只憑一組數據得到結論；將單位不同的兩個物理量相加；
（3）在位置“2”掛上6個鉤碼或在位置“3”掛上4個鉤碼或在位置“4”掛3個鉤碼．
分析：（1）實驗前先要調節杠桿兩端的螺母，使其在水平位置平衡，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）杠桿平衡條件是規律性結論，必須經過多次實驗驗證才行，只有一次實驗數據，偶然性太大，不能反映普遍規律；單位不同的兩個量是不能相加的；
（3）本實驗的結論是杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，根據杠桿的平衡條件可以設計方案使杠桿重新達到平衡．
點評：本題是實驗探究題，考查杠桿的平衡條件，難點是分析學生出錯的原因，本實驗中的結論是普遍規律，必須經過多次測量才能得出．