Question

9．在探究杠杆的平衡条件时，同学们联想玩跷跷板的游戏，决定要研究动力对杠杆平衡的影响．他们将一个玩具固定在杠杆一端的B点作为阻力，且保持阻力的大小、方向、作用点都不变，在杠杆的另一端用力使杠杆在水平位置平衡，并用弹簧测力计测出动力的大小．实验中，甲小组每次都保持动力在竖直方向、只改变动力作用点的位置，分别如图（a）中的F₁、F₂、F₃所示；乙小组每次都保持动力作用点的位置不变、改变动力的方向（“动力的方向”用OA连线跟动力方向的夹角θ表示，且0°＜θ≤90°），分别如图（b）中的F₄、F₅、F₆所示；表一、表二是两小组同学记录的实验数据．

表一       甲小组				表二      乙小组
实验 序号	支点到动力 作用点的距 离S （厘米）	动力的方 向（夹角θ）	动力的 大小（牛）	实验 序号	支点到动力 作用点的距 离S （厘米）	动力的方 向（夹角θ）	动力的 大小（牛）
1	5	90°	6	4	15	30°	4
2	10	90°	3	5	15	45°	2.8
3	15	90°	2	6	15	90°	2

（1）分析比较表一中的实验数据可知：作用在杠杆一端的阻力不变时，要使杠杆平衡，在动力方向不变（θ=90°）的情况下，支点到动力作用点的距离越大，动力越小．
（2）迸一步综合分析表一与表二中的实验数据及相关条件，可得出的初步结论是：作用在杠杆一端的阻力不变时，下列因素的改变一定会影响杠杆平衡的是AD（填字母）：
A．动力的大小   B．支点到动力作用点的距离
C．动刀的方向    D．支点到动力作用线的距离
（3）小华按照甲组同学的实验方法，拉力作用点与原来相同（还是A₁、A₂、A₃），把原来用弹簧测力计拉改为挂钩码的方法做了上述实验，如图（C）所示．但发现每组钩码的重力都比甲组同学用弹簧秤测得的数据要大，且弹簧秤读数准确无误，请你帮助分析造成两者读数不同的主要原因是什么？甲组同学没有考虑到弹簧测力计的外壳受到的重力．

Answer 1

分析 （1）控制阻力不变，动力方向不变（θ=90°），比较表一中第二列和第四列的实验数据得出支点到动力作用点的距离S与动力的关系；
（2）综合分析表一与表二中的实验数据及相关条件可得出：作用在杠杆一端的阻力不变时，影响杠杆平衡的因素；
（3）在探究杠杆平衡条件时，应考虑弹簧测力计的外壳的重力对实验的影响．

解答 解：（1）研究表一中第二列与第四列实验数据，即比较支点到动力作用点的距离S和动力的大小可知，当阻力不变时，杠杆平衡时动力的大小与支点到动力作用点之间的关系，
且在动力方向不变（θ=90°）的情况下，支点到动力作用点的距离S越大，动力越小；
（3）综合分析表一与表二中的实验数据及相关条件，我们可以得到：影响杠杆平衡时拉力的大小与动力的大小、支点到动力作用线的距离有关；
（3）甲组同学在实验时用弹簧测力计拉，没有考虑到弹簧测力计的外壳受到的重力，因此，把用弹簧测力计拉改为挂钩码做了上述实验，每组数据都比甲组同学测得的数据要大．
故答案为：（1）动力作用点的距离；（2）AD；（3）甲组同学没有考虑到弹簧测力计的外壳受到的重力；

点评 控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一．