题目内容
【题目】在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)在做实验前,杠杆静止在如图甲位置,此时杠杆 (填“平衡”、“不平衡”).下一步操作应该将图甲右边平衡螺母向 (填“左”、“右”)调节.
(2)小欢根据图乙操作进行实验,记录数据如表:根据第1、2次实验数据分析,可得出杠杆的平衡条件: .
次数 | F1/N | L1/cm | F2/N | L2/cm |
1 | 1 | 8 | 2 | 4 |
2 | 2 | 8 | 1 | 16 |
3 | 2.3 | 12 | 3 | 8 |
(3)保持图乙中左边钩码的个数和位置不变,弹簧测力计从B点向支点O移动过程中(未到O点),杠杆始终保持水平平衡,大致可以反映拉力F的大小随它的力臂L变化的关系的图是图戊中的:
(4)第3次记录的数据是小欢根据图丙的实验记录,根据这组实验数据发现:F1×OB≠F2×OA.你认为原因是
(5)小欢还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况,于是她按如图丁所示实验.小欢在A点施加一个始终水平向右的拉力F,你认为她 (选填“能”或“不能”)将杠杆拉至水平位置平衡.你认为原因是: .
【答案】(1)平衡;右;
(2)F1L1=F2L2;
(3)D;
(4)测力计的拉力与杠杆不垂直,所以拉力的力臂小于OB;
(5)不能;在水平位置时,拉力的力臂为0,不能平衡.
【解析】
试题分析:(1)杠杆静止或匀速转动,杠杆都处于平衡平衡状态.杠杆倾斜时,杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端,左、右两端的螺母(或一端的螺母)要向杠杆上翘的一端调节;调节好以后,仍要使杠杆平衡,是为了便于测量力臂的长度;
(2)杠杆平衡条件:F1L1=F2L2;
(3)根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直则该力的力臂短了,就会使得拉力变大;
(4)理解力臂概念,支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂;支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂.OB大于F1的力臂L1,L2=OA,因F1L1=F2L2,所以F1OB>F2OA.
(5)分析F作用下其力臂变化情况,根据杠杆的平衡条件找到原因.
解:(1)杠杆静止在如图位置,所以杠杆处于平衡状态.
杠杆的右端上翘,左端的平衡螺母或右端的平衡螺母都向上翘的右端移动,才能使杠杆在水平位置平衡.
(2)根据实验1、实验2的数据可得,F1L1=F2L2.
所以杠杆平衡条件:F1L1=F2L2.
(3)弹簧测力计在B处由竖直向下逐渐向左倾斜拉动杠杆的过程中,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,根据F1L1=F2L2可知动力将变大,测量计的示数变大;F2和L2成反比,图象D正确;
(4)由图知,测力计的拉力与杠杆不垂直,所以拉力的力臂小于OB,因此F1×OB大于F2×OA.
(5)由图知,在A点施加一个始终水平向右的拉力F,当杠杆拉到水平位置时F的力臂通过支点,即力臂为0,根据杠杆的平衡条件可知,杠杆始终不能平衡.
故答案为:(1)平衡;右;
(2)F1L1=F2L2;
(3)D;
(4)测力计的拉力与杠杆不垂直,所以拉力的力臂小于OB;
(5)不能;在水平位置时,拉力的力臂为0,不能平衡.