Question

2．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）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向左调，直到杠杆在水平位置平衡为止．
（2）某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为F₁=6N、L₁=20cm、F₂=4N和L₂=30cm．该同学根据这些数据能否得出探究结论？不能（选填“能”或“不能”）．理由是：只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性．
（3）使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡条件．这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪种实验方案好并说明理由：水平位置平衡的方案好，力臂在杠杆上，可以直接读出力臂．
（4）如图所示，杠杆在水平位置平衡．如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码，则杠杆左端将下沉．
（5）下表是小华得到的一组实验数据，由此她得出

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

“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论．你认为她的实验结论是否正确？答：不正确
如果不正确，造成错误的原因是什么？C（选填字母）．请在下列选项中选择一条合适的解释．
A、实验数据太少，不能避免误差
B、实验数据太少，不能减小误差
C、实验数据太少且实验数据具有特殊性，不能得到可靠结论
D、实验数据是错误的，不能得到正确的结论．

Answer 1

分析 （1）调节杠杆两端的平衡螺母，使平衡螺母向上翘的一端移动，使杠杆在水平位置平衡，杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响．
（2）用实验数据总结实验结论时，要进行多次实验，总结的实验结论才具有普遍性，避免偶然性．
（3）探究杠杆平衡条件时，杠杆在倾斜一定角度的位置进行实验，力臂不在杠杆上，不方便测量；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，重力的力臂为从支点到挂钩码处杠杆的长度，便于读出力臂大小．
（4）当左右两侧力与力臂的乘积不相等时，杠杆会转动，直到在新的位置找到平衡．
（5）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．

解答 解：（1）杠杆右端下沉，左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动．
杠杆在水平位置平衡，最大的好处是力臂在杠杆上，便于力臂的测量．
（2）用实验来探究物理规律时，要采用多次实验，用多组实验数据来总结实验结论，实验结论具有普遍性，如果只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性，所以不能用一次实验数据总结实验结论．
（3）探究杠杆平衡条件时，杠杆在倾斜一定角度的位置进行实验，力臂不在杠杆上，不方便测量；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于读出力臂大小．
（4）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得：
设杠杆的一个大格为L，杠杆在水平位置平衡时：左边=2G×3L=6GL；
右边=3G×2L=6GL；
如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码后：左边=3G×3L=9GL；
右边=4G×2L=8GL；
杠杆不再水平平衡，左边会下沉．
（5）小华仅凭一组实验数据就得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论是不正确的；造成错误的原因：一是不同的物理量之间不能直接相加；二是实验数据太少且实验数据具有特殊性，不能得到可靠结论，故应选C；
故答案为：（1）左；水平；（2）不能；只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性；
（3）水平位置平衡的方案好，力臂在杠杆上，可以直接读出力臂；（4）左；（5）不正确；C．

点评 （1）利用杠杆平衡条件，可以求出力或力臂大小，也可以判断杠杆是否平衡，或杠杆的哪端下沉等，杠杆平衡条件应用很广泛．
（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就是为了寻找普遍规律．