Question

【題目】如圖1所示，某小組研究“杠桿的平衡條件”，器材：有刻度的杠桿、若干個相同的鉤碼、彈簧測力計等，O為杠桿的支點．

（1）實驗前，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在 位置平衡．這樣做，除了可以消除自身的重力影響，還可以方便地測量或讀出 ．調(diào)節(jié)時，如發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高，應(yīng)如何操作： ．

（2）某實驗小組記錄兩組數(shù)據(jù)如下：

實驗序號	動力F1/N	動力臂l1/cm	阻力F	2/N	阻力臂l2/cm
1	2	20	1	10
2	1	8	2	4

根據(jù)分析，這組數(shù)據(jù)中，實驗序號為 （選填：“1”或“2”）的一組肯定有錯誤．檢查發(fā)現(xiàn)是測量動力臂時讀錯了，動力臂的實際值比記錄值 （選填：大或小）．

（3）如圖2所示，彈簧測力計在C處由豎直向上逐漸向右傾斜拉動杠桿，仍使杠桿在水平位置保持平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將 （選填：變大、變小或保持不變），其原因是 ．

（4）某次實驗中，若采取如圖3所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能在水平位置保持平衡（杠桿上每格等距），但老師卻往往提醒大家不要采用這種方式，這主要是以下哪種原因 （選填字母）．

A．一個人無法獨立操作 B．需要使用太多的鉤碼

C．力臂與杠桿不重合 D．力和力臂數(shù)目過多

（5）如圖4所示，實驗小組選用長1.6m、粗細均勻的一只金屬桿，繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，同時將一個“拉力﹣﹣位移傳感器”豎直作用在桿上，并使杠桿在水平位置始終保持平衡．該傳感器顯示其拉力F與作用點到O點距離x的變化關(guān)系如圖5所示．由圖可知金屬桿重 N．

Answer 1

【答案】（1）水平；力臂；將平衡螺母向左調(diào)；

（2）1；小；

（3）變大；該力的力臂變小了；

（4）D；

（5）10．

【解析】解：（1）因為杠桿的重力對杠桿平衡產(chǎn)生的影響，實驗前，應(yīng)首先進行杠桿平衡調(diào)節(jié)．當杠桿處于水平平衡時，作用在杠桿上的動力和阻力﹣﹣鉤碼的重力﹣﹣的方向恰好與杠桿垂直，這時力的力臂就可以從杠桿上的刻度直接讀出．因此，調(diào)節(jié)杠桿的水平平衡是為了便于測量力臂的大小．

如發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高，說明杠桿重心位置偏右，向左調(diào)節(jié)杠桿左側(cè)平衡螺母或向左調(diào)節(jié)杠桿右側(cè)平衡螺母．

（2）分析表中數(shù)據(jù)：實驗序號1中，F(xiàn)1L1=2N×20cm=40Ncm；而F2L2=1N×10cm=10Ncm，∴F1L1≠F2L2，

因杠桿平衡，該組乘積不相等說明數(shù)據(jù)有錯誤．

實驗序號2中，F(xiàn)1L1=1N×8cm=8Ncm，而F2L2=2N×4cm=8Ncm，則F1L1=F2L2，

因杠桿平衡，該組乘積相等說明數(shù)據(jù)正確．

由F1L實=F2L2得：L實===5cm＜10cm；

即：動力臂的實際值比表中的記錄值小．

（3）彈簧測力計豎直拉和向右傾斜拉動杠桿在水平位置平衡，阻力和阻力臂不變，彈簧測力計向右傾斜拉動杠桿時，動力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件，動力變大，所以彈簧測力計示數(shù)變大．

（4）當杠桿上掛多組鉤碼時，力和力臂數(shù)目增加，雖然也能得出正確的結(jié)論，但是使實驗復雜化，給實驗帶來難度．所以選項D正確．

（5）粗細均勻的金屬桿長為1.6m，則其重心在0.8m處，此處動力臂等于阻力臂，由杠桿平衡條件可知，拉力的大小即為金屬桿的重，故重力為10N．

故答案為：（1）水平；力臂；將平衡螺母向左調(diào)；

（2）1；小；

（3）變大；該力的力臂變小了；

（4）D；

（5）10．