Question

用细线拴住一端粗、一端细的实心胡萝卜并悬挂起来，静止后胡萝卜的轴线水平，如图所示；在拴线处沿竖直方向将胡萝卜切成A、B两段．A、B哪段重些呢？甲、乙、丙三个同学提出各自的猜想：
甲：A较重；
乙：B较重；
丙：A、B一样重．
（1）请设计一个简易实验，判断A、B的轻重．
所用器材：

天平

；
操作方法：

将天平调节平衡，把A、B两段萝卜分别放入天平的左右两盘中

；
现象及结论：

天平的指针向哪边偏转，哪段萝卜就重

．
（2）为进一步研究类似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都相等的钩码进行实验．杠杆静止于水平状态的三次实验情境如图所示．

①根据上图的实验，可以判断

甲

同学的猜想是正确的（填“甲”、“乙”或“丙”）
②根据上图的实验，该同学得出结论：
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”，杠杆就能平衡
a．这个结论是否正确？
b．用图所示的装置，怎样通过实验来说明该结论是否正确．

Answer 1

分析：（1）可用天平来判断A、B两段萝卜哪段重些．将这两段萝卜放入天平两个盘中，天平指针偏向的一边的萝卜重些．由杠杆的平衡条件来判断，从图中的三次实验可知钩码的重力越大，其力臂越短，即萝卜的重力越大，萝卜就越短．
（2）从三幅中可看出，当钩码的个数越少时，其力臂就越长．由杠杆的平衡条件可得甲同学的猜想是正确的．
（3）此结论错误，可以用图的器材判断出，让测力的方向不沿竖直方向而是斜着拉时，根据其读数及构码重和各自作用点到支点的距离关系便可证明此结论是错误的．

解答：解（1）所用器材：所用器材：弹簧测力计操作方法：分别测出A、B的重G_A和G_B
现象及结论：若G_A＞G_B，则甲猜想正确；   若G_A＜G_B，则乙猜想正确；   若G_A=G_B则丙猜想正确；
    方法二：所用器材：天平
操作方法：将天平调节平衡，把A、B两段萝卜分别放入天平的左右两盘中
结论：天平的指针向哪边偏转，哪段萝卜就重．
（2）①从图中可以看出第一幅图左右钩码个数相等，力臂个数也相等．第二幅图左边钩码个数为3个，力臂为2格．右边钩码个数为2个，力臂为3格．第三幅图左边钩码个数为3个，力臂为2格，右边钩码个数为1个，力臂为6格．由杠杆的平衡条件知．三幅图中左边钩码个数和力臂都不变，但右边随着钩码个数的减少，力臂在变大．可得重力越大，其力臂越小．即甲同学猜想正确．故答案为甲．
     ②a．这个结论是错误的．
b．当弹簧测力计不是在竖直方向拉时，如像右下图方向拉时，
会发现：“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”
可判断这个结论错误．
 
1、将弹簧测力计斜向右（或斜向左）拉，保持杠杆水平平衡．
2、读出动力：测力计的示数F₁；量出动力作用点到支点的距离L₁
3、用测力计测出三个钩码的重力即阻力大小F₂，量出阻力作用点到支点的距离L₂
4、计算F₁×L₁的值与F₂×L₂的值，再进行比较，可以得出上述结论不正确

点评：此题主要考查学生对于杠杆平衡条件的理解，解题的关键是理解力臂的概念，它是指从支点到力的作用线的距离．（试题难度较大）