题目内容
【题目】小强在验证杠杆平衡条件的实验中。
(1)实验前没有挂钩码和弹簧测力计时,发现杠杆右端高左端低(如图中甲所示),要使其在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向________调节,这一调节过程的目的是为了使杠杆的重力对杠杆平衡________(填“产生”或“不产生”)影响,这时重力的力臂为________。
(2)如图乙所示,杠杆水平平衡后,左边钩码的个数为3个(每个钩码重0.5牛),则F2=________N,读出F1=1.2N,测出OA=30cm,OB=20cm。他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中,发现F1×OA和F2×OB________(填“相等”或“不相等”),从而认为杠杆的平衡条件不一定是F1×l1=F2×l2。小强的失误是________。
(3)在图丙中,若B处的钩码不变,小强将弹簧测力计由A处移到C(OC=10cm)处,施加一个竖直方向的力,使杠杆在水平位置平衡则这个力的方向应________,大小为________N。
(4)在图乙中,若B处的钩码不变,小强不用弹簧测力计,在A处挂________N的钩码,杠杆在水平位置仍然平衡。
【答案】右 不产生 0 1.5 不相等 把OA当成F1的力臂了(把F1的力臂弄错了) 竖直向上 3 1
【解析】
(1)[1]实验前杠杆右端高左端低,说明杠杆右端轻、左端重,要使其在水平位置平衡,不论哪端的平衡螺母,都应向右调节。
[2]调节杠杆在水平位置平衡的目的是使杠杆自身重力作用在支点上,此时杠杆的重力对杠杆平衡没有影响。
[3]此时杠杆自身重力作用在支点上,即支点到重力作用线的距离为0,则重力的力臂为0。
(2)[4]由乙图可知,F2大小等于左端3个钩码的重力,每个钩码重0.5牛,则F2=1.5N。
[5]读出F1=1.2N,测出OA=30cm,OB=20cm。则:
F1×OA=1.2N×30cm=36Ncm,
F2×OB=1.5N×20mc=30Ncm,
发现F1×OA和F2×OB不相等”。
[6]由乙图可知,弹簧测力计是斜向下拉(拉力没有与杠杆垂直),则F1的力臂就不是OA,所以出现了以上错误的计算结果。
(3)[7]由丙图可知,将弹簧测力计由A处移到C处后,动力和阻力就在支点的同侧,钩码对杠杆的力向下,则C处拉力要竖直向上。
[8] F2=1.5N,OB=20cm,OC=10cm,根据F1×OC=F2×OB,则C处弹簧测力计;拉力F1大小为:
F1===3N。
(4)[9]在A处挂钩码,则钩码对杠杆拉力的力臂就为OA,根据G×OA=F2×OB,则钩码重力为:
G===1N。