2.如圖是創(chuàng)新實驗小組的同學用于探究杠桿平衡條件的實驗裝置,每個鉤碼重0.5N,均選用輕質(zhì)杠桿。
(1)將中點置于支架上,杠桿靜止時右端下沉,應將杠桿兩端的螺母向
(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在不掛鉤碼時保持水平位置平衡。調(diào)平后,進行了三次實驗,記錄數(shù)據(jù)如表一,由表中數(shù)據(jù)可得出初步結論:F1×s1F2×s2(選填“=”或“≠”)(s1和s2分別表示支點O到F1和F2作用點的距離)。
表一
實驗次數(shù) |
F1/N |
S1/cm |
F2/N |
S2/cm |
1 |
1.0 |
15 |
1.5 |
10 |
2 |
1.5 |
20 |
2.0 |
15 |
3 |
2.0 |
10 |
1.0 |
20 |
(2)上面的結論是否適用于其他形狀的杠桿呢?同學們找來如圖乙所示的曲臂杠桿,不掛鉤碼時調(diào)節(jié)左端直桿在水平位置平衡,按照圖甲的位置掛上與圖甲相同的鉤碼,如圖丙所示,發(fā)現(xiàn)杠桿不能在圖乙位置平衡,說明上面結論
普遍性(選填“具有”或“不具有”)。移動右側鉤碼至圖丁位置,杠桿重新恢復平衡,老師提示同學們嘗試測量支點到力的作用線的距離l,看看有什么發(fā)現(xiàn)。
(3)同學們改變兩邊鉤碼數(shù)量,移動鉤碼,使杠桿重新在圖乙位置平衡,記錄F
1、S
1、l
1和F
2、S
2、l
2。重復以上操作,數(shù)據(jù)記錄如表二:
表二
實驗次數(shù) |
F1/N |
S1/cm |
L1/cm |
F2/N |
S2/cm |
L2/cm |
1 |
2.0 |
9 |
9 |
1.5 |
13.5 |
12 |
2 |
3.0 |
10 |
10 |
2.5 |
13.8 |
12 |
3 |
2.5 |
8 |
8 |
2.0 |
11.5 |
10 |
分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),F(xiàn)
1×s
1F
2×s
2,F(xiàn)
1×l
1F
2×l
2(選填“=”或“≠”),“支點到力的作用線的距離”影響了杠桿的平衡,物理學中用物理量
來描述這個距離,比較s
1和l
1,s
2和l
2的大小可知(1)問中把杠桿調(diào)到水平位置的目的是便于
。最后同學們通過該實驗認識到要得到具有普遍性的結論必須要
。