Question

小剛在探究“杠桿的平衡條件”時，設計了一份探究性實驗報告，報告的內容如下：
探究目的：探究杠桿的平衡條件
實驗器材：杠桿、鉤碼一套、彈簧測力計、細線和______．
探究假設：杠桿的平衡可能與”動力和動力臂的乘積“有關
實驗方案設計：
步驟1：調節杠桿兩端的______，使橫梁平衡．
步驟2：在杠桿的左右兩端分別用細線依次懸掛個數不同的鉤碼（假設左側鉤碼的重力產生的拉力為阻力F₂，右端鉤碼的重力產生的拉力為動力F₁），先固定F₁大小和動力臂L₁的大小．再選擇適當的阻力F₂，然后移動阻力作用點，改變阻力臂L動力臂L₂大小，直到杠桿平衡，分別記錄下此時動力F₁，動力臂L₁、阻力F₂的數據，并將實驗數據記錄在表格中．
步驟3：固定F₁大小和動力臂L₁的大小，改變阻力F₂的大小，再移動阻力作用點，改變阻力臂L₂的大小，直至杠桿平衡，記錄下此時動力F₂和阻力臂L₂的數值，并填入到實驗記錄表格中

動力F1/N	動力臂L1/cm	動力×動力臂/（N?m）	阻力F2/N	阻力臂L2/cm	阻力×阻力臂（/N?m）
1	10	C	2	5	0.1

步驟4：改變動力F₁大小，保持動力臂L₁的大小以及阻力F₂的大小不變，再改變阻力F₂的作用點，直至杠桿重新平衡，記錄下此時動力F₁的大小和阻力L₂的大小，并將實驗數據記錄在表格中．
步驟5：改變動力臂L₁的大小，保持動力F₁的大小以及阻力F₂不變，移動阻力的作用點，直至杠桿重新平衡，記錄下此時動力F₁的大小和阻力臂L₂的數值，并將實驗數據記錄在表格中．
步驟6：整理實驗器材．
根據實驗記錄數據，得到結論是：______．
（1）依次完成上述探究報告中A、B、C、D四個相應部分的內容．
（2）在上述探究實驗中，為什么每次都要使杠桿在水平位置保持平衡．

Answer 1

解：（1）為了測量力臂大小，所以需要刻度尺；
調節橫梁平衡，需要調節杠桿兩端的平衡螺母；
動力×動力臂=1N×0.1m=0.1N?m；
由表中數據可以看出：阻力×阻力臂=0.1N?m，所以得出的結論是：動力×動力臂=阻力×阻力臂．
（2）調節平衡螺母使杠桿在水平平衡，杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂，同時杠桿的重心通過支點，消除杠桿自重對杠桿平衡的影響．
故答案為：（1）A、刻度尺； B、平衡螺母；C、0.1； D、動力×動力臂=阻力×阻力臂．
（2）調節平衡螺母使杠桿在水平平衡，杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂，同時杠桿的重心通過支點，消除杠桿自重對杠桿平衡的影響．
分析：（1）為了測量力臂大小，所以需要刻度尺；
調節橫梁平衡，需要調節天平兩端的平衡螺母；
利用杠桿的平衡條件不難計算；
根據表中數據的計算不難比較出“動力×動力臂”和“阻力×阻力臂”的關系而得出結論；
（2）調節杠桿上平衡螺母使其水平平衡，目的有二．
其一是使杠桿自身的重力作用線剛好過支點，從而使杠桿自身的重力對實驗不產生影響．
其二是使實驗過程中，在保持杠桿每次實驗都能調節到水平平衡，且動力與阻力都采用杠桿上懸掛鉤碼方式的情況下，便于測量力臂．
點評：本題充分體現了“延伸課堂探究思維，注重科學探究”的新課程理念．初中物理用實驗探究物理問題時要進行多次實驗，有的是為了多次測量求平均值來減小誤差；有的是多次測量發現變化規律；有的是為了使實驗結論具有普遍性．