Question

9．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小亮同学用到的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个．
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端低，右端高，如图甲所示，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向右（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡．使杠杆水平平衡的目的是便于测量力臂．
（2）如图乙，他进行了正确的实验操作，得到的数据为F₁=4N、L₁=30cm、F₂=6N和L₂=20cm，根据以上数据，小亮得出杠杆的平衡条件是：F₁L₁=F₂L₂，你认为他的结论是否可靠？不可靠；理由是只有一组数据，得出的结论具有偶然性．
（3）完成实验后，小亮利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量．
①将杠杆的B位置挂在支架上，在B的右侧挂质量为m的钩码，左右移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡（如图丙）．
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L₁和O到B的距离L₂；
③根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m_杆=$\frac{m{L}_{1}}{{L}_{2}}$（用题目中所给物理量表示）．

Answer 1

分析 （1）调节杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响，使实验简单化，便于探究；
（2）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；
（3）根据杠杆的平衡条件，可以计算出杠杆的质量m_杆．

解答 解：（1）将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动，直到杠杆在水平位置静止．
杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
（2）只有一次实验数据，总结实验规律，规律很具有偶然性，所以根据这些数据不能总结规律；
（3）已知钩码的质量m，用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离，即L₁，欲求杠杆的质量m_杆，杠杆的重心在O点，则应量出O到B的距离，即L₂，然后根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可得，mL₁=m_杆L₂，则m_杆=$\frac{m{L}_{1}}{{L}_{2}}$．
故答案为：（1）右；便于测量力臂；（2）不可靠；只有一组数据，得出的结论具有偶然性；（3）②O到B；
③$\frac{m{L}_{1}}{{L}_{2}}$．

点评 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．