Question

【题目】小明在探究杠杆的平衡条件的实验中，以杠杆中点为支点．

（1）在调节杠杆平衡时，小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 （左／右）调节。

（2）如图甲所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据．根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，小明这种做法的不足是：

（3）如图乙所示，小明设计了两种实验方案：

第一种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为F1；

第二种弹簧测力计倾斜拉，其读数为F2．

第 （一/二）种实验方案更方便，理由是： 。

（4）杠杆不处于水平位置能否平衡？小海和小红意见不同．小海认为能平衡，于是他每次让杠杆倾斜时静止，这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件．小海认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？ （对/错）．

（5）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．其原因可能是： 。

（6）某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。实验步骤如下：

步骤一：将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置A，它就是刻度尺的 ；

步骤二：如图所示，将质量为M的物体挂在刻度尺左边某一位置，向右移动刻度尺，直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。物体悬挂点到支座的距离和刻度尺的A点到支座的距离；

步骤三：根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量 （用题目中所给物理量表示）。

Answer 1

【答案】（1）左 ； （2） 仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性；（3） 一 便于直接读出力臂 （4） 对 ；（5）杠杆的自重影响了杠杆平衡条件的探究 （6）重心 ML1/L2

【解析】

试题分析：（1）右端低左端高，应将平衡螺母向较高的一端调节，应将杠杆右端的平衡螺母向左端调节，使杠杆在水平位置平衡；（2）只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；（3）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，因此第一种实验方案更方便，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，能从杠杆上直接读力臂；因为第一方案的动力臂要大于第二种方案的动力臂，根据杠杆的平衡条件，在阻力和阻力臂都相同的情况下，动力臂越大的越省力，所以，F1＜F2；（4）杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡，所以小海的说法是对的；力臂等于支点到力的作用线的距离，在小红的实验方案中，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．而小海实验方案中的力臂不便于测量，所以，小红的实验方案好；（5）图丙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆产生了影响，导致测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符；（6）步骤一：从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．当直尺平放在刀口（支点）上，平衡后，此处为重心；步骤二：由于原来处于平衡，将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置，则杠杆会左端下降，所以根据F1L1与F2L2可知：在F1、L2不变的条件下，需要增加L2，L1减小，即向右移动刻度尺；步骤三：根据杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，可知G1L1=G×L2，即M1gL1=mgL2，

所以直尺的质量m=M1L1/L2。