Question

15．如图是小明利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”实验．（每个钩码重0.5N）
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向左（选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡．其目的是便于测量力臂．
（2）在A点悬挂两个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，需在B点悬挂3个钩码；取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为0.75N；若改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将变大（选填“变大”或“变小”或“不变”）．
（3）实验中改变支点两侧钩码的位置和个数，用同样的方法做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是寻找杠杆平衡的普遍规律．
（4）有一组同学猜想：杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂’阻力+阻力臂”．他们经过实验，获得了如表数据：

动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
4	5	5	4

于是，他们认为自己的猜想得到了验证，你认为他们的实验过程存在的问题是不能只由一组数据得出结论，这样具有偶然性；应在多组数据中分析、归纳得出，并且不同的物理量不能直接相加．

Answer 1

分析 （1）调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向上翘的一端移动；
实验中调节杠杆在水平位置平衡是为消除杠杆自重对实验的影响，并便于测量力臂；
（2）根据杠杆平衡条件求出B点、C点的力；阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力增大；
（3）初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性；
（4）实验规律应建立在多次测量的基础上，以避免得到偶然性的结论；不同的物理量之间不能直接加减．

解答 解：
（1）当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点的右侧，应将平衡螺母向左端移动，使其在水平位置平衡；目的是为了消除杠杆自身重力对实验的影响，此时力臂恰好沿杆的方向，便于从杆上直接读出力臂；
（2）一个钩码的重是0.5N，设杠杆一个小格是L；
根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，1N×3L=F_B×2L，解得F_B=1.5N（B处钩码总重为1.5N），即在B处挂3个钩码；
根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，1N×3L=F_C×4L，解得F_C=0.75N，即测力计的拉力为0.75N；
如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力将增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡；
（3）改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，得出的实验结论具有普遍性，避免偶然性；
（4）在实验中，仅凭一组实验数据，就得出了杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”，结论具有片面性，同时力臂和力是两个不同的概念，不能相加，应多测几组数据进行分析得出具有普遍性的结论．
故答案为：（1）左；便于测量力臂；（2）3；0.75；变大；（3）寻找杠杆平衡的普遍规律；（4）不能只由一组数据得出结论，这样具有偶然性；应在多组数据中分析、归纳得出，并且不同的物理量不能直接相加．

点评 此题是探究杠杆平衡条件的实验，考查实验数据的分析，为得出普遍性的规律，在实验中应多测几组数据进行分析，并注意不同物理量不能相加．