Question

10．小佳在探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，使用了如圖所示的裝置．
（1）小佳將杠桿放在支架上后呈現(xiàn)如圖所示的狀態(tài)，則她應(yīng)該將平衡螺母向左（填“左“或”右“）調(diào)節(jié)．使杠桿在水平位置平衡的目的是便于測(cè)量力臂．
（2）調(diào)平后，小佳將兩個(gè)重均為0.5N的鉤碼掛在a點(diǎn)，在b點(diǎn)應(yīng)該豎直向上（填“下”或“上”）拉彈簧測(cè)力計(jì)，使方法再次平衡．
（3）小佳通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得3組數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)得到一個(gè)結(jié)論：“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”．
①怎樣利用彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)推翻小佳的說(shuō)法？去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測(cè)力計(jì)與杠桿成一定角度拉杠桿．
②結(jié)論中改動(dòng)哪個(gè)字結(jié)論就是正確的？把“點(diǎn)”換成“線”．

Answer 1

分析 （1）杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)中，為了便于測(cè)量力臂，要求通過(guò)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，直到杠桿在水平位置平衡；
（2）動(dòng)力和阻力對(duì)杠桿的作用是相反的，動(dòng)力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，由此判斷出彈簧測(cè)力計(jì)拉力的方向；
（3）杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離叫動(dòng)力臂；從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂；力臂不一定是支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離，探究杠桿平衡條件時(shí)，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測(cè)量力臂；為得出普遍結(jié)論，用彈簧測(cè)力計(jì)斜拉杠桿，使力與杠桿不垂直，多做幾次實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

解答 解：
（1）杠桿不在水平位置平衡，右端向下傾斜，則重心應(yīng)向左移動(dòng)，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(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，這樣便于測(cè)量力臂；
（2）動(dòng)力與阻力在支點(diǎn)的同一側(cè)，重力的方向是豎直向下，因此應(yīng)在b處豎直向上拉彈簧秤，才能使杠桿在水平位置平衡；
（3）“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動(dòng)力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，此時(shí)的力臂正是支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離，為得出普遍結(jié)論，應(yīng)改變力的方向使力臂不等于支點(diǎn)到力作用點(diǎn)的距離，多做幾次實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，故正確的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該是去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測(cè)力計(jì)與杠桿成一定角度拉杠桿；杠桿的平衡條件為：“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離=阻力×支點(diǎn)到阻力作用線的距離”．
故答案為：（1）左；便于測(cè)量力臂；（2）上；（3）①去掉一側(cè)鉤碼，換用彈簧測(cè)力計(jì)與杠桿成一定角度拉杠桿；②把“點(diǎn)”換成“線”．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于杠桿平衡條件的理解，解題的關(guān)鍵是理解力臂的概念，它是指從支點(diǎn)到力的作用線的距離．