Question

20．在探究杠桿平衡條件的實驗中：

（1）如圖1所示，將杠桿左端的平衡螺母向左（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測量力臂；
（2）如圖2所示，調(diào)節(jié)平衡后，小美在杠桿左側(cè)A處掛上鉤碼，在右側(cè)B處用彈簧測力計（圖中未畫出）拉杠桿，使其在水平位置平衡，為便于測量力臂，應(yīng)使彈簧測力計拉力的方向豎直向下；
（3）小美測出了一組數(shù)據(jù)后就得出了“動力×動力臂=阻力×阻力臂”的結(jié)論，小明認為她的做法不合理，理由是一組實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論，結(jié)論具有偶然性；
（4）小軍先將杠桿調(diào)節(jié)至水平位置平衡，在左右兩側(cè)各掛如圖3所示的鉤碼后，杠桿的左端會下降，要使杠桿重新在水平位置平衡，如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點位置，只需將左側(cè)2個鉤碼取下掛到右側(cè)鉤碼下方即可；
（5）實驗結(jié)束后，小明提出新的探究問題：“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4所示裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)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平衡狀態(tài)時，測出的拉力大小都與平衡條件不相符，其原因是：杠桿自重的影響．當彈簧測力計逐漸向右傾斜時，要使杠桿仍然在水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（6）生活和工作中使用的杠桿如：A釣魚竿；B天平；C鐵皮剪．其中屬于省力杠桿的是C（選填“A”、“B”或“C”）．

Answer 1

分析 （1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點右側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心左移；杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來；
（2）力臂是支點到力的作用線的垂直距離．由此分析為便于測量力臂，彈簧測力計拉力的方向；
（3）探究杠桿平衡條件時，一般要進行多次測量，為了使實驗結(jié)論具有普遍性，只有一次實驗得出的結(jié)論是不科學的；
（4）根據(jù)圖甲中左右兩側(cè)掛鉤碼后兩邊力與力臂的乘積大小，判斷杠桿的哪端下降；根據(jù)杠桿的平衡條件計算不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點位置時，掛鉤碼情況；
（5）圖丁中，支點位于動力和阻力的右側(cè)，彈簧測力計不但提了鉤碼，而且還提了杠桿，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響；
當拉力傾斜時，會造成力臂變小，相應(yīng)的力會變大，這樣才能繼續(xù)平衡；
（6）依據(jù)杠桿的動力臂和阻力臂大小關(guān)系：若動力臂大于阻力臂，則是省力杠桿；若動力臂小于阻力臂，則是費力杠桿；若動力臂等于阻力臂，則為等臂杠桿．

解答 解：
（1）杠桿重心左移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來；
（2）力臂是支點到力的作用線的垂直距離，當彈簧測力計拉力方向與杠桿垂直時，拉力作用點到支點的距離就是其力臂，這樣便于從杠桿上直接讀出力臂，由圖杠桿水平平衡時拉力方向應(yīng)豎直向下；
（3）只有一次實驗得出杠桿平衡的條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂，這種結(jié)論很具有偶然性，不合理，要進行多次實驗，總結(jié)杠桿平衡條件；
（4）若每個鉤碼重為G，杠桿上每格長L，
由圖甲，左側(cè)力與力臂的乘積：4G×4L=16GL，
右側(cè)力與力臂的乘積：2G×2L=4GL，
因為：16GL＞4GL，所以杠桿左端下降；
如果不改變鉤碼總數(shù)和懸掛點位置，若要杠桿平衡，左側(cè)取下n個鉤碼掛到右側(cè)，
則：（4-n）G×4L=（2+n）G×2L，
解得：n=2，即需將左側(cè)2個鉤碼掛到右側(cè)即可；
（5）圖丁中，杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)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(shù)值偏大；
當拉力F向右傾斜時，要保持杠桿仍在水平位置平衡，則拉力F將變大，這是因為，當拉力傾斜時，拉力F力臂變小，所以力才會變大；
（6）A、釣魚竿在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故A不符合題意；
B、天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故B不符合題意；
C、鐵皮剪在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C符合題意．
故答案為：（1）左；力臂；（2）豎直向下；（3）一組實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論，結(jié)論具有偶然性；（4）左；左側(cè)2個鉤碼取下掛到右側(cè)鉤碼下方；（5）杠桿自重的影響；變大；（6）C．

點評 （1）杠桿調(diào)平的方法是：左端下沉向右調(diào)節(jié)平衡螺母，右端下沉向左端調(diào)節(jié)平衡螺母，先快后慢，使杠桿水平平衡；
（2）掌握杠桿平衡條件，并學會利用杠桿平衡條件分析實驗中出現(xiàn)的問題是解答此類題目的關(guān)鍵．