Question

10．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、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干．

（1）实验前，应将甲图中杠杆的平衡螺母向左调，使杠杆在水平位置平衡；调平衡后，小明在乙图所示位置处挂上3个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右端的B点挂上2个钩码．
（2）如乙图，用弹簧测力计将杠杆由M位置转至N位置在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变大，（选填“变大”、“变小”或“不变”），这是因为动力臂变小．
（3）某同学进行正确的实验操作后，得到一组实验数据，由此她得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论．

动力F 1/N	动力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
3	4	4	3

你认为他的实验结论是否正确？不正确，如果不正确，造成错误的原因是什么？实验次数过少，实验条件特殊，得出的结论有片面性．．

Answer 1

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，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；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；
（2）拉力的方向是倾斜的，力的方向与杠杆不垂直，力臂不能从杠杆上读出，此时力臂变小，根据杠杆的平衡条件分析弹簧测力计示数变化；
（3）杠杆平衡条件是规律性结论，必须经过多次实验验证才行，只有一次实验数据，偶然性太大，不能反映普遍规律；另外他的实验数据特殊，他的阻力在数值上等于动力臂．

解答 解：（1）发现杠杆右端下沉，则杠杆重心右移，应将平衡螺母（左端和右端的平衡螺母调节方向一致）向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就可忽略杠杆的自重对实验的影响；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；
根据杠杠平衡条件，3G×2L=2G×nL，解得n=3，
对照图乙可知，应在B点；
（2）弹簧测力计在C处竖直向上拉时，拉力的方向竖直向上与杠杆垂直，动力臂等于支点到力的作用点的距离；当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的方向不再与杠杆垂直，动力臂变小，根据杠杆平衡条件，动力变大，弹簧测力计的示数变大；
（3）杠杆平衡条件是规律性结论，必须经过多次实验验证才行，只有一次实验数据，偶然性太大，不能反映普遍规律；另外他的实验数据特殊，他的阻力在数值上等于动力臂，那么阻力臂在数值上就等于动力，所以得出了错误的结论，如果还照这种方法做实验，做多少次得出的结论都是一样的．所以他错误的原因是：实验次数过少，实验条件特殊，得出的结论有片面性．
故答案为：（1）左；    水平位置；   B；（2）变大； 动力臂变小；（3）不正确； 没有多次实验，具有偶然性．

点评 （1）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；
（2）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；
（3）拉力的方向倾斜时，导致动力臂变化，根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂不变时，动力臂变化，动力就会产生与动力臂相反的变化．