Question

11．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）小科同学先把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于平衡（选填“平衡”或“不平衡”）状态．

（2）进行正确的实验操作后，得到的数据为F₁=6N，L₁=20cm、F₂=4N和L₂=30cm，小科根据这些数据就得出探究结论，小明认为不合理，理由是一次实验获得的数据有偶然性，不能反映普遍规律．
（3）小科想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量．
①将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，它就是刻度尺的重心；
②如图乙所示，将质量为M₁的物体挂在刻度尺左边某一位置，使刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡，记录物体悬挂点到支座的距离L₁和刻度尺的重心到支座的距离L₂；
③根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量m=$\frac{{M}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$（用题目中所给物理量表示）

Answer 1

分析 （1）杠杆处于静止状态和匀速转动状态都称为杠杆平衡；
（2）杠杆平衡条件是规律性结论，必须经过多次实验验证才行，只有一次实验数据，偶然性太大，不能反映普遍规律；
（3）此题的关键在于找出中心，并知道第二次平衡后，中心到支点的位置为刻度尺重力的力臂，根据杠杆平衡的条件可求出刻度尺的质量．

解答 解：
（1）杠杆停在如图甲所示的位置，保持静止状态，杠杆处于平衡状态；
（2）小科根据这些数据就得出探究结论，小明认为不合理，理由是一次实验获得的数据有偶然性，不能反映普遍规律；
（3）③根据杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，可知G₁L₁=G×L₂，
即M₁gL₁=mgL₂，
所以直尺的质量m=$\frac{{M}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$．
故答案为：（1）平衡；（2）一次实验获得的数据有偶然性，不能反映普遍规律；（3）$\frac{{M}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$．

点评 本题考查了杠杆平衡条件的应用，杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡；
初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律．