题目内容
（2013?长宁区三模）小明看到教室里日光灯（如图1所示）的悬挂结构后，心想“悬挂日光灯的两根悬线受到的拉力的大小是不是相等？”由于不能直接测量悬线拉力，于是他和小华选择替代器材进行了探究，他们将一根长为1米的轻质木杆（重力可以忽略不计）的两端用竖直细线水平悬挂起来，并在细线上方用两个力传感器测出细线受到的拉力F1和F2．接着将钩码挂在两细线之间的木杆上（如图2所示），作为木杆受到的竖直向下的拉力F，并将两细线受到的拉力F1、F2和拉力F的作用点的位置记录在表格中．
①分析比较实验序号1、2与3或4、5与6或7、8与9中F1和F的关系及相关条件，可得出的初步结论是：轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来，受到的竖直向下的拉力作用点的位置不变，左侧细线受到木杆对它的拉力F1与
②分析比较实验序号1、4与7或2、5与8或3、6与9中F1和△s的关系及相关条件，可得出的初步结论是：轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来，受到的竖直向下的拉力F大小不变，
③请进一步综合分析表中的相关数据，并归纳得出结论．
（a）分析比较实验序号7与8与9中F1、F2与△s的关系及相关条件，可得出的初步结论是：当竖直向下的拉力作用点位于水平木杆两竖直细线的中点处时，
（b）分析比较实验序号1～9中拉力F与F1和F2的关系及相关条件，可得出的初步结论是：轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来，
（4）分析表格中的数据后，小华认为：轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来，左侧细线受到木杆对它的拉力F1总是大于或等于右侧细线受到木杆对它的拉力F2，小明认为该结论是错误的，若要证明小明的观点，你认为还研究拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s在
⑤“悬挂日光灯的两根悬线受到的拉力的大小是不是相等？”请你结合重心相关知识及上述有关结论对该问题进行分析．
| 实验序号 | 拉力F作用点据左侧细线悬挂点距离△s | 木杆受到向下的拉力F（牛） | 左侧细线受到木杆对它的拉力F1（牛） | 右侧细线受到木杆对它的拉力F2（牛） |
| 1 | 0.3 | 10.0 | 7.0 | 3.0 |
| 2 | 0.3 | 20.0 | 14.0 | 6.0 |
| 3 | 0.3 | 30.0 | 21.0 | 9.0 |
| 4 | 0.4 | 10.0 | 6.0 | 4.0 |
| 5 | 0.4 | 20.0 | 12.0 | 8.0 |
| 6 | 0.4 | 30.0 | 18.0 | 12.0 |
| 7 | 0.5 | 10.0 | 5.0 | 5.0 |
| 8 | 0.5 | 20.0 | 10.0 | 10.0 |
| 9 | 0.5 | 30.0 | 15.0 | 15.0 |
木杆受到向下的拉力F成正比
木杆受到向下的拉力F成正比
．②分析比较实验序号1、4与7或2、5与8或3、6与9中F1和△s的关系及相关条件，可得出的初步结论是：轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来，受到的竖直向下的拉力F大小不变，
拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s越大，左侧细线受到木杆对它的拉力F1越小
拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s越大，左侧细线受到木杆对它的拉力F1越小
．③请进一步综合分析表中的相关数据，并归纳得出结论．
（a）分析比较实验序号7与8与9中F1、F2与△s的关系及相关条件，可得出的初步结论是：当竖直向下的拉力作用点位于水平木杆两竖直细线的中点处时，
左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2相等
左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2相等
．（b）分析比较实验序号1～9中拉力F与F1和F2的关系及相关条件，可得出的初步结论是：轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来，
木杆受到向下的拉力F等于左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2的和
木杆受到向下的拉力F等于左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2的和
．（4）分析表格中的数据后，小华认为：轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来，左侧细线受到木杆对它的拉力F1总是大于或等于右侧细线受到木杆对它的拉力F2，小明认为该结论是错误的，若要证明小明的观点，你认为还研究拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s在
0.5～1
0.5～1
米范围内，F1与F2之间的大小关系．⑤“悬挂日光灯的两根悬线受到的拉力的大小是不是相等？”请你结合重心相关知识及上述有关结论对该问题进行分析．
若重心在灯的中点，则左右两边的拉力相等；若重心不在中点，则拉力不相等，且重心靠近哪边，哪边的拉力较大
若重心在灯的中点，则左右两边的拉力相等；若重心不在中点，则拉力不相等，且重心靠近哪边，哪边的拉力较大
．分析：①分析比较实验序号1、2与3或4、5与6或7、8与9中F1和F的关系及相关条件，根据F1的变化和F的变化关系得出结论；
②分析比较实验序号1、4与7或2、5与8或3、6与9中的相同量和变化的量，找出拉力F1和△s的关系；
③（a）分析7、8、9中两拉力F1和F2的关系得出结论；
（b）分析F1、F2、F的关系，得出拉力F和F1、F2之间的关系；
④根据表格中数据分析出F1与△s之间的关系，从而可以看出要使F1减小，则应增大△s；
⑤根据杠杆平衡条件，让一端为支点，则可得出另一端拉力与重力之间的关系．
②分析比较实验序号1、4与7或2、5与8或3、6与9中的相同量和变化的量，找出拉力F1和△s的关系；
③（a）分析7、8、9中两拉力F1和F2的关系得出结论；
（b）分析F1、F2、F的关系，得出拉力F和F1、F2之间的关系；
④根据表格中数据分析出F1与△s之间的关系，从而可以看出要使F1减小，则应增大△s；
⑤根据杠杆平衡条件，让一端为支点，则可得出另一端拉力与重力之间的关系．
解答：解：①分析比较实验序号1、2与3或4、5与6或7、8与9中F1和F的关系及相关条件，受到的竖直向下的拉力作用点的位置不变，木杆受到向下的拉力F增大几倍，左侧细线受到木杆对它的拉力F1便增大几倍，可得轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来，受到的竖直向下的拉力作用点的位置不变，左侧细线受到木杆对它的拉力F1与木杆受到向下的拉力F成正比；
②分析比较实验序号1、4与7或2、5与8或3、6与9中F1和△s的关系及相关条件，受到的竖直向下的拉力F大小不变，拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s越大，左侧细线受到木杆对它的拉力F1越小；
③（a）分析比较实验序号7与8与9中F1、F2与△s的关系及相关条件，竖直向下的拉力作用点位于水平木杆两竖直细线的中点处，此时左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2相等；
（b）分析比较实验序号1～9中拉力F与F1和F2的关系及相关条件，F总等于F1和F2的和，可得轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来，木杆受到向下的拉力F等于左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2的和；
④由表格中数据发现，拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s越大，则左侧拉力F1越小，若△s大于0.5m，则F1可能会小于F2，所以要推翻小华的观点，应再研究拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s在大于0.5～1m范围内，F1与F2之间的大小关系；
⑤设灯的右端为支点，根据杠杆平衡条件，则：
GLG=F左L灯
则F左=
G
若重心在灯的中点，则左边的力为灯的重力的
，同理，F右也等于灯重的
；若重心不在中点，则拉力不相等，且重心靠近哪边，哪边的拉力较大．
故答案为：①木杆受到向下的拉力F成正比；②拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s越大，左侧细线受到木杆对它的拉力F1越小；③（a）左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2相等；（b）木杆受到向下的拉力F等于左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2的和；④0.5～1；⑤若重心在灯的中点，则左右两边的拉力相等；若重心不在中点，则拉力不相等，且重心靠近哪边，哪边的拉力较大．
②分析比较实验序号1、4与7或2、5与8或3、6与9中F1和△s的关系及相关条件，受到的竖直向下的拉力F大小不变，拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s越大，左侧细线受到木杆对它的拉力F1越小；
③（a）分析比较实验序号7与8与9中F1、F2与△s的关系及相关条件，竖直向下的拉力作用点位于水平木杆两竖直细线的中点处，此时左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2相等；
（b）分析比较实验序号1～9中拉力F与F1和F2的关系及相关条件，F总等于F1和F2的和，可得轻质木杆的两端用竖直细线水平悬挂起来，木杆受到向下的拉力F等于左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2的和；
④由表格中数据发现，拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s越大，则左侧拉力F1越小，若△s大于0.5m，则F1可能会小于F2，所以要推翻小华的观点，应再研究拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s在大于0.5～1m范围内，F1与F2之间的大小关系；
⑤设灯的右端为支点，根据杠杆平衡条件，则：
GLG=F左L灯
则F左=
| LG |
| L灯 |
若重心在灯的中点，则左边的力为灯的重力的
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
故答案为：①木杆受到向下的拉力F成正比；②拉力F作用点距左侧细线悬挂点距离△s越大，左侧细线受到木杆对它的拉力F1越小；③（a）左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2相等；（b）木杆受到向下的拉力F等于左侧细线受到木杆对它的拉力F1与右侧细线受到木杆对它的拉力F2的和；④0.5～1；⑤若重心在灯的中点，则左右两边的拉力相等；若重心不在中点，则拉力不相等，且重心靠近哪边，哪边的拉力较大．
点评：此题通过探究悬挂日光灯的两根悬线受到的拉力的大小是不是相等的实验及数据分析，考查了学生对控制变量法的掌握及应用，写结论时，注意控制的变量，同时涉及到了杠杆平衡条件的应用，在分析中需细心，考虑到涉及到的每个变量．
练习册系列答案
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