题目内容
【题目】在探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆(杠杆上每小格长为2cm)、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个.
(1)实验时,使杠杆在位置平衡,应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往(选填“左”或“右”)调.
(2)杠杆在水平位置平衡后,小明在杠杆A点处挂上2个钩码,做为动力F1 , B点处挂上l个钩码,做为阻力F2 , 杠杆恰好在水平位置平衡,如图乙所示,分别测量出两个力的力臂L1和L2 , 计算后发现:F1L1=F2L2 , 从而得出杠杆的平衡条件是:F1L1=F2L2 . 但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的,理由是 .
(3)接着,小明提出新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立呢?”于是小明利用如图丙所示装置进行探究,在杠杆D点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在C点处竖直向上拉使杠杆在水平位置处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数如图丙所示,则弹簧测力计的拉力是N.以弹簧测力计的拉力为动力F1′,钩码重力为阻力F2′,多次调整力和力臂的大小进行测量,发现:F1′L1′总是大于F2′L2′,其原因主要是 .
(4)小明将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点,使杠杆仍在水平位置平衡,如图丁所示,请推算:此时弹簧测力计的拉力是N.
【答案】
(1)水平,右
(2)试验次数太少,结论不具有普遍性
(3)3.3,杠杆自身有重力
(4)1.1
【解析】 (1)为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图知,右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节;
(2)小明仅凭一次测量就得出杠杆平衡条件,这种实验处理方法是不完善的,因为实验次数过少,会导致实验结论具有偶然性,应该改变动力或阻力的方向进行多次测量,寻找普遍规律,以避免偶然性;
(3)由图可知,弹簧测力计的刻度值为0.1N,指针在3N以下三格处,示数为3.3N;用如图丙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响;
(4)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得3.3N×4L=G×6L,解得G=2.2N,将图丙中弹簧测力计拉力的作用点从C点移到E点,使杠杆仍在水平位置平衡,则F×12L=G×6L,即F×12L=2.2N×6L,解得F=1.1N.
所以答案是:(1)水平;右; (2) 试验次数太少,结论不具有普遍性 ; (3) 3.3; 杠杆自身有重力; (4) 1.1.
【考点精析】解答此题的关键在于理解杠杆的平衡条件的相关知识,掌握杠杆平衡:杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时,称为杠杆平衡.杠杆平衡是力和力臂乘积的平衡,而不是力的平衡.杠杆平衡的条件:动力 ×动力臂 = 阻力 ×阻力臂即:F1 L1 = F2 L2可变形为 :F1 / F2 = L1 / L2.