Question

11．“第一泉中学”某班的同学们走进乡村开展志愿服务，在活动过程中看到一位行人正试图用一根木棒撬动一块路中间的掉落的大石块（如图1所示），尽管他使出了浑身力气，却没能成功．同学们赶紧上前帮他把大石块搬到了路边．回到学校这件事情引起了同学们的思考：如果没有别人帮忙，一个人怎样才能搬动大石块呢？他们通过讨论认为这是一个和杠杆有关的问题，于是同学们用实验室的器材进行了下面的探究：
（1）对于此情景同学们展开热烈讨论，认为可以进行“探究阻力和阻力臂一定且杠杆平衡时，动力和动力臂的关系”实验．实验前，杠杆如图2所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端调节螺母向右边调节（选填“左”或“右”）．
（2）明确探究目的后同学们分组进行实验，他们在杠杆左侧距离支点5cm处悬挂一个重4N的重物，另一侧用弹簧测力计代替钩码进行实验．甲组计划按图甲装置进行实验，乙组则想按图乙装置进行实验．讨论时乙组认为自己组实验设计更好，理由是便于测量力臂．
（3）各组同学通过讨论明确了实验过程中要注意的事项，甲组同学特别指出，弹簧测力计由于是倒着使用，动力F₁应为弹簧测力计显示的示数和它的自重相加．统一思想后，他们各自动手操作测出了正确的数据记录在如表的表格中：

实验次数	阻力F2/N	阻力臂l2/cm	动力F1/N	动力臂l1/cm
1	4	5	1	20
2	4	5	2	10
3	4	5	4	5

分析表中数据，同学们得出结论：在阻力和阻力臂一定且杠杆平衡时，动力与动力臂互成反比．
（4）结合上面的结论，同学们明白了在没有别人帮助时，一个人撬动大石块，应首先寻找更长的木棒来作为撬棍．这样做的目的是增大动力臂从而达到更省力的目的．

Answer 1

分析 （1）在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向杠杆上翘的一端调节．
（2）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来．
（3）根据表中实验数据，观察F₁×L₁与F₂×L₂有什么关系，从而得出结论．
（4）用轮轴时，轮半径是轴半径的几倍，作用轮上的力就是轴上力的几分之一．

解答 解：（1）由图可知，杠杆的右端上翘，应将平衡螺母向右端移动，使杠杆在水平位置平衡；
（2）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此乙的方案更好；
（3）根据表中实验数据，发现F₁×L₁=1N×20cm=2N×10cm=4N×5cm=F₂×L₂=4N×5cm，从而得出动力与动力臂互成反比；
（4）根据动力与动力臂互成反比知，要撬动大石块，应该寻找更长的木棒来作为撬棍来增大动力臂达到更省力的目的．
故答案为：（1）右；（2）便于测量力臂；（3）动力与动力臂互成反比；（4）增大动力臂．

点评 本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验调平和操作，要求平时做实验时多加注意，锻炼自己的实验操作能力．