探究“杠桿平衡條件”實驗是力學實驗的重點,由于此實驗能夠考查學生的動手操作能力、分析歸納能力、評估能力等,因此近幾年各省市中出現此類試題的頻率很高,下面就2011中考試題為例按考查形式分類列舉進行解讀:
一、基本操作環節
例1:在探究杠桿平衡條件的過程中,我們把支點放在質地均勻的杠桿中間,這樣做的目的是_________;實驗時,首先調節杠桿兩端的平衡螺母,并使杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是__________;同學們通過多次實驗,得出以下數據,分析得出杠桿平衡條件是_________;請你應用杠桿平衡條件,把表格中的數據填寫完整。
小光同學做實驗時,在杠桿上掛了如上圖1所示的兩組鉤碼。若在不加減鉤碼的前提條件下,把左端的兩個鉤碼向右移動______________個格,可使杠桿平衡;若在不移動鉤碼位置的前提條件下,采用兩端同時減掉_________________的方法,也可使杠桿平衡(杠桿上相鄰刻線之間的距離相等,每個鉤碼的質量都相同)。
解析:探究實驗中杠桿應選取輕質、均勻的杠桿,并且支點選擇在杠桿中點,這樣做可以使杠桿重力的作用線通過支點,重力的力臂為零,避免了杠桿重力對杠桿的平衡的影響。實驗時,首先調節杠桿兩端的平衡螺母,并使杠桿在水平位置平衡,以便測量力臂。分析數據不難得出規律:動力×動力臂=阻力×阻力臂。根據此規律可以得出表格中的數據,同時也能解決杠桿的再次平衡問題,其中的格數相當于力臂。
答案:避免杠桿自身重力對杠桿平衡的影響(或杠桿重心在支點上、杠桿重力作用線過支點);……