Question

11．小兔和小猴分蘿卜的故事，相信同學(xué)們一定記憶猶新吧，為了平分蘿卜，小猴找了一個(gè)小石塊，將蘿卜橫放在石塊上并使蘿卜在水平方向上保持平衡，如圖1所示，在墊石塊處沿豎直方向?qū)⑻}卜切成A、B兩段，兔子得A段，猴子得B段．

【提出問題】如圖1所示，到底誰中計(jì)了？
【作出猜想】①小明：A段較重；②小張：B段較重；③小劉：A、B段一樣重．
【設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
（1）請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡易的實(shí)驗(yàn)，判斷A、B的輕重．
所用器材天平．
操作方法調(diào)節(jié)好天平，分別把兩端蘿卜放入兩個(gè)托盤內(nèi)．
現(xiàn)象及結(jié)論下沉的一端的蘿卜較重．
（2）為了進(jìn)一步研究類似A、B輕重的問題，某同學(xué)在一根有等間距刻度的均勻杠桿兩側(cè)掛上每個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，杠桿靜止于水平狀態(tài)的三次實(shí)驗(yàn)情景如圖2所示．
【分析與論證】
（3）根據(jù)圖2的實(shí)驗(yàn)，可以判斷小明同學(xué)的猜想是正確的（選填“小明”、“小張”或“小劉”）．
（4）根據(jù)圖3的實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)得出的結(jié)論：只要滿足：阻力×阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離=動力×動力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離．
①這個(gè)結(jié)論是否正確？不正確
②用圖3所示的裝置，怎樣通過實(shí)驗(yàn)來說明該結(jié)論是否正確．

Answer 1

分析 （1）可以利用天平判斷A、B的質(zhì)量大小，從而判斷出其輕重；
（3）根據(jù)圖2中的現(xiàn)象判斷力和力臂的大小關(guān)系，得出結(jié)論；
（4）當(dāng)力恰好與杠桿垂直時(shí)，力臂的大小等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，可改變力的方向來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)做出判斷．

解答 解：（1）要比較A、B的輕重，可利用天平；
操作方法：調(diào)節(jié)好天平后，分別將A、B放入兩個(gè)托盤內(nèi)；
現(xiàn)象及結(jié)論：下沉的一端質(zhì)量較大，質(zhì)量越大的越重；
（3）由圖2現(xiàn)象知，力臂較短的一側(cè)力較大，可知A段較重，小明的說法正確；
（4）①根據(jù)杠桿的平衡條件，可知該結(jié)論是錯誤的；
②由以上實(shí)驗(yàn)分析可知，力的方向均與杠桿垂直，此時(shí)力臂大小與支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離相等，所以可改變力的方向，分別測出對應(yīng)的拉力，計(jì)算出阻力與阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離的乘積、動力與動力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離的乘積，比較得出結(jié)論．
故答案為：（1）天平；調(diào)節(jié)好天平，分別把兩端蘿卜放入兩個(gè)托盤內(nèi)；下沉的一端的蘿卜較重；（3）小明；（4）①不正確；②a．在杠桿左邊的第二格掛上三個(gè)鈎碼，多次改變彈簧測力計(jì)的拉力方向，使杠桿處于在水平位置平衡，分別讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1和用刻度尺量出支點(diǎn)到彈簧測力計(jì)作用點(diǎn)的距離l1；b．計(jì)算出阻力×阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離和動力×動力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離，就會發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論不正確．

點(diǎn)評 本題主要考查了對杠桿平衡條件的應(yīng)用，當(dāng)杠桿平衡時(shí)，兩邊力的大小不一定相等，是力和力臂的乘積相等．