题目内容
【题目】【实验名称】:探究杠杆平衡的条件
【实验器材】:杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干,弹簧测力计.
【设计并进行实验】:
(1)实验前将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,如图甲所示,小敏同学赶快将杠杆左端的平衡螺母向右调,小红同学认为也可以将右端的平衡螺母向_____(选填“右”或“左”)调,直到杠杆在水平位置平衡为止;
(2)平衡后,当杠杆左侧钩码和右侧的钩码处于图乙所示状态时,整个装置_____(选填“能”或“不能”)达到新的平衡,若杠杆两侧各取下一个钩码,杠杆会_____.(选填“左侧下降”或“右侧下降”)
(3)若在图乙所示状态下将左侧的一个钩码取下,要是杠杆重新在水平位置平衡,应将右侧钩码_____(说出钩码移动的方向及格数)
【实验拓展】
(4)实验结束后,小敏提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图丙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是:_____.
(5)小红同学想利用身边的器材做实验来验证杠杆的平衡条件,她把塑料直尺放在圆柱形水杯上,如图丁所示,使塑料直尺在水平位置平衡,然后在塑料直尺的两端分别放上不同数量的相同硬币,调节硬币的位置,使塑料直尺在水平位置重新平衡,如图戊所示,
①该同学把图戊中的L1、L2作为力臂的大小进行计算,其错误的原因是_____.
②该实验的操作上的不足是_____(只写一条)
【答案】 右 能 左侧下降 向左移动一格 杠杆有自重 L1、L2不是两力的力臂 平衡很难调或测量很困难
【解析】(1)如图甲所示,杠杆左端下沉,应将平衡螺母向右调,所以小红同学应将右端的平衡螺母向右调,直到杠杆在水平位置平衡为止;
(2)设杠杆上每小格的长度为L,每个钩码重为G。当杠杆左侧钩码和右侧的钩码处于图乙所示状态时,则左端=3G×2L=6GL,右端=2G×3L=6GL,左端=右端,整个装置能达到新的平衡;
若杠杆两侧各取下一个钩码,则左端=2G×2L=4GL,右端=G×3L=3GL,左端>右端,杠杆会左侧下降。
(3)若在图乙所示状态下将左侧的一个钩码取下,则左端=2G×2L=4GL,要是杠杆重新在水平位置平衡,右端=2G×2L=4GL,则应将右侧钩码向左移动一格。
(4)小组同学利用如图丙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉,因为杠杆有自重,所以使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。
(5)a、由图可知,L1、L2分别是支点到硬币边缘的距离,不是两个力的力臂。
b 、把塑料直尺放在圆柱形水杯上,平衡很难调,测量很困难。