题目内容

11.如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、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,发现杠杆右端下沉.此时,应把杠杆左端的平衡螺母向左(左/右)调节,使杠杆在不挂钩码时,达到水平平衡状态.
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡.于是小明便根据这次实验得出了杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2.他这样得出的结论是否合理?不合理;理由是:只有一次实验总结实验结论,结论不具有普遍性.
(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因可能是:杠杆自重的影响.
(4)杠杆不处于水平位置能否平衡?小海和小红意见不同.小海认为能平衡,于是他每次让杠杆倾斜时静止,这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件.小海认为杠杆平衡不一定是水平的,这种说法对吗?对(对/错),小红仔细研究后发现自己的在水平位置实验的方案比小海好,请你说出小红的理由:杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,便于直接读出力臂.

分析 (1)杠杆右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,调节平衡螺母应使杠杆重心左移,使杠杆在水平位置平衡;
(2)用实验探究物理问题时,要多进行几次实验,总结的实验结论才具有普遍性,避免偶然性;
(3)图乙中,支点位于动力和阻力的右侧,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响;
(4)杠杆在水平位置平衡时,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.

解答 解:
(1)杠杆右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,调节平衡螺母应使杠杆重心左移,应将平衡螺母(左端和右端的均可)向左调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)实验中只有一次实验就总结实验结论,实验结论很具有偶然性,不具有普遍性;
(3)图乙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大;
(4)杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡,所以小海的说法是对的;
力臂等于支点到力的作用线的距离,在小红的实验方案中,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.而小海实验方案中的力臂不便于测量,所以,小红的实验方案好.
故答案为:(1)左;(2)不合理;只有一次实验总结实验结论,结论不具有普遍性;(3)杠杆自重的影响;(4)对;杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,便于直接读出力臂.

点评 本题考查了杠杆平衡条件的应用,杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡;
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.

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