题目内容

(2010?嘉定区一模)用如图所示装置做“研究有固定转动轴物体的平衡条件”的实验,力矩盘上各同心圆的间距相等.
(1)(多选题)在用细线悬挂钩码前,下列措施中哪些是必要的
ACD
ACD

(A)判断力矩盘是否处在竖直平面
(B)判断横杆MN是否严格保持水平
(C)判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小
(D)判断力矩盘的重心是否位于盘中心
(2)在力矩盘上A、B、C三点分别用细线悬挂钩码后,力矩盘平衡,如图所示,已知每个钩码所受重力为1N,则此时弹簧秤示数应为
3
3
N.
(3)若实验前,弹簧秤已有0.2N的示数,实验时忘记对弹簧秤进行调零,则完成实验后测量出的顺时针力矩与逆时针力矩相比,会出现M
M(选填“>”、“=”或“<”).
分析:(1)本实验要研究力矩盘平衡时砝码的拉力力矩和弹簧拉力力矩的关系,要尽可能减小其他力的影响,比如重力、摩擦力等影响.根据此要求分析选择.
(2)分别确定A、B、C三点细线拉力大小和力臂大小,根据力矩平衡求出弹簧称拉力.
(3)实验时忘记对弹簧秤进行调零,弹簧拉力测量值偏大,根据弹簧称拉力产生的力矩方向,分析误差.
解答:解:(1)A、为了防止细线及弹簧称与力矩盘摩擦,判断力矩盘是否处在竖直平面是必要的.故A正确.
      B、本实验与横杆MN是否平衡无关,没有必要检查横杆MN是否严格保持水平.故B错误.
      C、D本实验要研究力矩盘平衡时砝码的拉力力矩和弹簧拉力力矩的关系,重力、摩擦力等影响要尽可能小,故CD正确.
故选ACD
   (2)设A、B、C三处拉力大小分别为FA、FB、FC,弹簧称示数为F,由题
        FA=2N,FB=1N,FC=3N
    设力矩盘上相邻同心圆间距为r,则弹簧称拉力的力臂为L=2r
根据力矩平衡得
     FA?2r+FL=FB?r+FC?3r
代入解得F=3N
    (3)实验时忘记对弹簧秤进行调零,弹簧拉力测量值偏大,其力矩偏大,而弹簧拉力力矩为逆时针方向,则测量出的顺时针力矩小于逆时针力矩.
故本题答案是:
  ①A C D  ②3  ③<.
点评:本题从实验的要求出发分析哪些操作是合理的,培养分析处理实际问题的能力.
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