Question

1．如圖甲所示，在學(xué)習(xí)了杠桿的 平衡條件后，小真自制了一個(gè)提水杠桿，從其 上找一點(diǎn)C用支架支起來．當(dāng)小真依次在杠桿 上A₁、A₂、A各點(diǎn)施加一個(gè)豎直方向的力時(shí)，發(fā)現(xiàn)越來越容易提起水桶．根據(jù)此現(xiàn)象他提出了以下不同的猜想．

猜想 1：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；
猜想 2：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．
（1）小真利用自制提水杠桿提起水桶時(shí)所施加力的方向是豎直向下．
（2）為了驗(yàn)證自己的猜想是否正確，于是小真和小翔設(shè) 計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置，他們用彈簧測(cè)力計(jì)在如圖乙 所示的 C 位置分別豎直向上和斜向上對(duì)杠桿施力，并使杠 桿在水平位置平衡，讀出拉力的大小分別為F₁和F₂，同時(shí)發(fā)現(xiàn)F₁小于F₂，由此可以證明猜想1是錯(cuò)誤的（選填“正確的”或“錯(cuò)誤的”）．
（3）小真在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，細(xì)心的小翔發(fā)現(xiàn)當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)在 偏離中心線相同角度，杠桿在水平位置平衡時(shí)，如圖丙所示，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)總是相等的．于是他量出了兩種狀態(tài) 下，支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離分別為L₁和L₂．若猜想2是正確的，則 L₁等于L₂（選填“小于”、“大于”或“等于”）．
（4）小真認(rèn)為小翔的發(fā)現(xiàn)非常好，但是為了避免實(shí)驗(yàn)結(jié) 論的偶然性，如圖丁所示，他將施力點(diǎn)移到任意一點(diǎn)再做 一次實(shí)驗(yàn)．接下來他們的操作應(yīng)當(dāng)是使杠桿在水平位置平衡，并量出支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離L₃與L₁或L₂進(jìn)行比較．
（5）為了更方便的研究杠桿，在物理學(xué)中，把支點(diǎn)到力的作用線的距 離稱為力臂．

Answer 1

分析 （1）動(dòng)力與阻力在杠桿支點(diǎn)的兩側(cè)時(shí)，為了使杠桿平衡，動(dòng)力與阻力的方向相同；
（2）當(dāng)力傾斜作用在杠桿上，杠桿在水平位置平衡，力臂不在杠桿上，力臂變小，阻力和阻力臂不變，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力會(huì)變大；
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件分析為L₁和L₂的大小關(guān)系；
（4）杠為了避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性，要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)；
（5）根據(jù)杠桿的力臂概念，進(jìn)行解答．

解答 解：（1）由圖可知，小真利用自制提水杠桿提起水桶時(shí)，動(dòng)力與阻力在杠桿支點(diǎn)的兩側(cè)，所施加力的方向與阻力方向相反，應(yīng)該豎直向下；
（2）當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離；
當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)傾斜拉動(dòng)杠桿時(shí)，拉力的力臂變小，但是鉤碼阻力和阻力臂不變，根據(jù)杠桿的平衡條件，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)與其力臂的積不變，因此彈簧測(cè)力計(jì)的拉力會(huì)變大，由此可以證明猜想1是錯(cuò)誤的；
（3）在鉤碼阻力和阻力臂不變，根據(jù)杠桿的平衡條件，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)與其力臂的積不變，在彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)相等時(shí)，支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離L₁和L₂應(yīng)該相等，猜想2是正確的；
（4）為了避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性，要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)，他將施力點(diǎn)移到任意一點(diǎn)再做 一次實(shí)驗(yàn)．接下來他們的操作應(yīng)當(dāng)是使杠桿在水平位置平衡，并量出支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離L₃與L₁或L₂進(jìn)行比較；
（5）在物理學(xué)中，把支點(diǎn)到力的作用線的距離叫做力臂．
故答案為：（1）豎直向下；（2）錯(cuò)誤的；（3）等于；（4）使杠桿在水平位置平衡；（5）支點(diǎn)到力的作用線．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，當(dāng)杠桿處于水平位置平衡時(shí)，豎直作用在杠桿上的力的力臂在杠桿上，傾斜作用在杠桿上力的力臂在杠桿以外的位置上，力臂變�。�