Question

【題目】小明在探究杠桿的平衡條件的實驗中，以杠桿中點為支點．

（1）在調節杠桿平衡時，小明發現杠桿右端低左端高，要使它在水平位置平衡，應將杠桿右端的平衡螺母向 （左／右）調節。

（2）如圖甲所示，杠桿在水平位置平衡，記錄數據．根據這一次實驗數據，小明立即分析得出杠桿的平衡條件，小明這種做法的不足是：

（3）如圖乙所示，小明設計了兩種實驗方案：

第一種彈簧測力計沿豎直方向拉，其讀數為F1；

第二種彈簧測力計傾斜拉，其讀數為F2．

第 （一/二）種實驗方案更方便，理由是： 。

（4）杠桿不處于水平位置能否平衡？小海和小紅意見不同．小海認為能平衡，于是他每次讓杠桿傾斜時靜止，這樣實驗也得出了同樣的杠桿平衡條件．小海認為杠桿平衡不一定是水平的，這種說法對嗎？ （對/錯）．

（5）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學利用如圖丙所示裝置進行探究，發現在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于水平平衡時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因可能是： 。

（6）某同學想利用杠桿的平衡條件來測量刻度尺的質量。實驗步驟如下：

步驟一：將刻度尺平放在支座上，左右移動刻度尺，找出能夠使刻度尺在水平位置保持平衡的支點位置，記下這個位置A，它就是刻度尺的 ；

步驟二：如圖所示，將質量為M的物體掛在刻度尺左邊某一位置，向右移動刻度尺，直到刻度尺能夠在支座上重新保持水平平衡。物體懸掛點到支座的距離和刻度尺的A點到支座的距離；

步驟三：根據杠桿的平衡條件，可以計算出刻度尺的質量 （用題目中所給物理量表示）。

Answer 1

【答案】（1）左 ； （2） 僅憑一次實驗的數據得出的結論具有偶然性；（3） 一 便于直接讀出力臂 （4） 對 ；（5）杠桿的自重影響了杠桿平衡條件的探究 （6）重心 ML1/L2

【解析】

試題分析：（1）右端低左端高，應將平衡螺母向較高的一端調節，應將杠桿右端的平衡螺母向左端調節，使杠桿在水平位置平衡；（2）只有一次實驗總結實驗結論是不合理的，一次實驗很具有偶然性，要多進行幾次實驗，避免偶然性；（3）力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來，因此第一種實驗方案更方便，此時彈簧測力計的拉力與杠桿垂直，能從杠桿上直接讀力臂；因為第一方案的動力臂要大于第二種方案的動力臂，根據杠桿的平衡條件，在阻力和阻力臂都相同的情況下，動力臂越大的越省力，所以，F1＜F2；（4）杠桿處于靜止狀態或勻速轉動狀態都叫杠桿平衡，所以小海的說法是對的；力臂等于支點到力的作用線的距離，在小紅的實驗方案中，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來．而小海實驗方案中的力臂不便于測量，所以，小紅的實驗方案好；（5）圖丙中，杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿產生了影響，導致測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符；（6）步驟一：從效果上看，我們可以認為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫做物體的重心．當直尺平放在刀口（支點）上，平衡后，此處為重心；步驟二：由于原來處于平衡，將質量為M1的物體掛在刻度尺左邊某一位置，則杠桿會左端下降，所以根據F1L1與F2L2可知：在F1、L2不變的條件下，需要增加L2，L1減小，即向右移動刻度尺；步驟三：根據杠桿平衡的條件動力×動力臂=阻力×阻力臂，可知G1L1=G×L2，即M1gL1=mgL2，

所以直尺的質量m=M1L1/L2。