Question

11．小兔和小猴分萝卜的故事，相信同学们一定记忆犹新吧，为了平分萝卜，小猴找了一个小石块，将萝卜横放在石块上并使萝卜在水平方向上保持平衡，如图1所示，在垫石块处沿竖直方向将萝卜切成A、B两段，兔子得A段，猴子得B段．

【提出问题】如图1所示，到底谁中计了？
【作出猜想】①小明：A段较重；②小张：B段较重；③小刘：A、B段一样重．
【设计进行实验】
（1）请设计一个简易的实验，判断A、B的轻重．
所用器材天平．
操作方法调节好天平，分别把两端萝卜放入两个托盘内．
现象及结论下沉的一端的萝卜较重．
（2）为了进一步研究类似A、B轻重的问题，某同学在一根有等间距刻度的均匀杠杆两侧挂上每个质量相等的钩码进行实验，杠杆静止于水平状态的三次实验情景如图2所示．
【分析与论证】
（3）根据图2的实验，可以判断小明同学的猜想是正确的（选填“小明”、“小张”或“小刘”）．
（4）根据图3的实验，该同学得出的结论：只要满足：阻力×阻力作用点到支点的距离=动力×动力作用点到支点的距离．
①这个结论是否正确？不正确
②用图3所示的装置，怎样通过实验来说明该结论是否正确．

Answer 1

分析 （1）可以利用天平判断A、B的质量大小，从而判断出其轻重；
（3）根据图2中的现象判断力和力臂的大小关系，得出结论；
（4）当力恰好与杠杆垂直时，力臂的大小等于支点到力的作用点的距离，可改变力的方向来进行实验做出判断．

解答 解：（1）要比较A、B的轻重，可利用天平；
操作方法：调节好天平后，分别将A、B放入两个托盘内；
现象及结论：下沉的一端质量较大，质量越大的越重；
（3）由图2现象知，力臂较短的一侧力较大，可知A段较重，小明的说法正确；
（4）①根据杠杆的平衡条件，可知该结论是错误的；
②由以上实验分析可知，力的方向均与杠杆垂直，此时力臂大小与支点到力的作用点的距离相等，所以可改变力的方向，分别测出对应的拉力，计算出阻力与阻力作用点到支点的距离的乘积、动力与动力作用点到支点的距离的乘积，比较得出结论．
故答案为：（1）天平；调节好天平，分别把两端萝卜放入两个托盘内；下沉的一端的萝卜较重；（3）小明；（4）①不正确；②a．在杠杆左边的第二格挂上三个鈎码，多次改变弹簧测力计的拉力方向，使杠杆处于在水平位置平衡，分别读出弹簧测力计的示数F1和用刻度尺量出支点到弹簧测力计作用点的距离l1；b．计算出阻力×阻力作用点到支点的距离和动力×动力作用点到支点的距离，就会发现实验结论不正确．

点评 本题主要考查了对杠杆平衡条件的应用，当杠杆平衡时，两边力的大小不一定相等，是力和力臂的乘积相等．