Question

10．在探究杠桿平衡條件的實驗中：

（1）小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端低左端高，要使它在水平位置平衡，小明應(yīng)向左調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，這樣做的主要目的是便于測量力臂．
（2）小明將四個重力均為0.5N的鉤碼掛在杠桿左端后，又將彈簧測力計鉤在杠桿A處的細線上（如圖1所示）．要使杠桿在水平位置平衡，且彈簧測力計的示數(shù)最小，則小明應(yīng)沿豎直向下 方向拉彈簧測力計．在此情況下，小明讀出彈簧測力計示數(shù)為4.2N．小明對實驗數(shù)據(jù)分析后得到的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，動力×動力臂=阻力×阻力臂．你認為他這樣就得出結(jié)論是否合理？判斷后并簡述理由：不合理，只進行了一次實驗，實驗結(jié)論不具有普遍性．
（3）下列實驗中有一個多次實驗的目的和本實驗相同，它是D
A、測量一枚硬幣的厚度時，先測量10枚硬幣的厚度
B、探究壓力的作用效果與壓力的關(guān)系
C、測量定值電阻的阻值
D、探究光的反射規(guī)律時多次改變?nèi)肷浣?br />（4）如圖2所示，用彈簧測力計在C處豎直向上拉，當(dāng)彈簧測力計逐漸向右傾斜時，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（變大/變小/不變）．
（5）實驗結(jié)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？”于是小組同學(xué)利用如圖3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杠桿平衡條件不相符．其原因是：杠桿自重的影響．

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；
（2）用彈簧測力計拉動是必須是沿豎直方向拉動，否則力臂不準確．
小華只由一次實驗的數(shù)據(jù)就得出結(jié)論，應(yīng)該多做幾次，得到多組數(shù)據(jù)，分析得出規(guī)律；
（3）多次測量的目的有兩個：將測量數(shù)據(jù)取平均值，減小誤差；總結(jié)規(guī)律，避免結(jié)論的片面性；
（4）當(dāng)彈簧測力計傾斜拉杠桿時，動力臂減小，阻力和阻力臂不變，動力會增大．
（5）圖3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．

解答 解：（1）杠桿不在水平位置，右端低左端高，則重心應(yīng)向左移動，故應(yīng)向左調(diào)節(jié)左端或右端的平衡螺母，杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，便于測量力臂；
（2）阻力與阻力臂一定時，由杠桿平衡條件可知，當(dāng)動力臂最大時，動力最小，力的作用點與支點一定，最大力臂為支點到力的作用點的距離，力應(yīng)與杠桿垂直，為使拉力最小，應(yīng)豎直向上拉彈簧測力計；
為得出普遍結(jié)論，應(yīng)進行多次實驗，測出多組實驗數(shù)據(jù)，小明只進行了一次實驗，根據(jù)一組實驗數(shù)據(jù)就得出結(jié)論，實驗結(jié)論不具有普遍性，具有偶然性，實驗結(jié)論不合理．
（3）本實驗是通過多次實驗尋找規(guī)律；
A、測量一枚硬幣的厚度時，先測量10枚硬幣的厚度，用了累積法，故A不符合題意；
B、探究壓力的作用效果與壓力的關(guān)系，用了控制變量法，故B不符合題意；
C、測量定值電阻的阻值，多次實驗取平均值，使實驗結(jié)果更準確，故C不符合題意
D、探究光的反射規(guī)律時多次改變?nèi)肷浣�，多次實驗尋找�?guī)律，故D符合題意．
故選D．
（4）彈簧測力計豎直向上拉杠桿時，動力臂是OB，當(dāng)彈簧測力計傾斜拉杠桿時，動力臂是OD，動力臂減小，阻力和阻力臂不變，動力會變大．
（5）圖3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(dǎo)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．
故答案為：（1）向左調(diào)節(jié)平衡螺母；便于測量力臂；（2）豎直向下；不合理，只進行了一次實驗，實驗結(jié)論不具有普遍性；（3）D；（4）變大；（5）杠桿自重的影響．

點評 杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡．初中物理實驗進行多次測量有些是為了求平均值，使測得的數(shù)據(jù)更準確，有些是為了尋找普遍規(guī)律，探究杠桿平衡的條件多次測量就是為了尋找普遍規(guī)律．