Question

（共5分）如下圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)。

（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉．此時(shí)，應(yīng)把杠桿左端的平衡螺母向     （填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，達(dá)到水平平衡狀態(tài)。
（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼杠桿恰
好在原位置平衡。于是小明便根據(jù)這次實(shí)驗(yàn)得出了杠桿的平衡條件為F₁l₁= F₂l₂。他這樣
得出的結(jié)論是否合理？     ；理由是：                               。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計(jì)豎直向上拉使杠桿處于水平平衡時(shí)，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．其原因可能是：
                             。
（4）如圖丙所示，長1.6m、粗細(xì)均勻的金屬桿可以繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)“拉力──距離傳感器”豎直作用在桿上，并能使桿始終保持水平平衡。該傳感器顯示其拉力F與作用點(diǎn)到O點(diǎn)距離x的變化關(guān)系如圖丙中圖像所示。可知該金屬桿重       N。

Answer 1

（1）左．
（2）不合理，只通過一次測量，數(shù)據(jù)具有偶然性，不具備普遍性．
（3）杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來的數(shù)值偏大．
（4）10.

試題分析：（1）杠桿重心左移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向左調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實(shí)驗(yàn)的影響；力臂等于支點(diǎn)到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來．
（2）杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂），只通過一次測量，數(shù)據(jù)具有偶然性，不具備普遍性．
（3）圖2中，杠桿的重心不在支點(diǎn)上，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了影響，導(dǎo)致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計(jì)算出來的數(shù)值偏大．
故答案為：（1）左、水平、力臂；
（2）動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）、不合理、結(jié)論具有偶然性（結(jié)論沒有普遍性）；
（3）杠桿自重的影響．
（4）杠桿平衡條件的計(jì)算公式是：F₁L₁=F₂L₂；
金屬桿重心在中心上，阻力臂為L₂=0.8m，取圖象上的一點(diǎn)F=20N，L₁=0.4m，
根據(jù)杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂
FL₁=GL₂
∴20N×0.4m=G×0.8m
解得：G=10N