题目内容

20．小明和小红一起做“探究杠杆平衡条件”的实验：
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，调节两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其目的是便于测量力臂．
（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，并测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中．
次数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm
111025
2210120
3215310
（3）小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：F1l1=F2l2；
（4）多次实验的目的是使结论具有普遍性；
（5）小红在A点悬挂两个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，需在B点悬挂3个钩码；取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，测力计的拉力为0.75N（每个钩码重0.5N）；若改变弹簧测力计拉力的方向，使之向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将变大（选填“变大”、“变小”、“不变”）．
（6）下列正在使用中的杠杆；①用镊子取砝码；②用扳手宁螺母；③用钉锤拔钉子，属于费力的杠杆是①（填序号）

分析 （1）使杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来．
（3）杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂；
（4）实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律；
（5）根据杠杆平衡条件求出B点、C点的力；阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力增大．
（6）结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．

解答 解：
（1）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来．
（3）根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂 （或F1l1=F2l2）；
（4）探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，使结论具有普遍性．
（5）一个钩码的重是0.5N，设杠杆一个小格是L，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，1N×3L=FB×2L，所以FB=1.5N，即在B处挂3个钩码．
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，1N×3L=FC×4L，所以FC=0.75N．
如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡．
（6）①镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
②扳手在在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
③用钉锤拔钉子的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．
故答案为：（1）便于测量力臂；（3）F1l1=F2l2；（4）使结论具有普遍性；（5）3；0.75；变大；（6）①．

点评 考查杠杆的平衡条件及应用，本题中涉及实验到的注意事项很特殊，多次测量的目的不是为了减小误差而是为了总结普遍规律；
对于已经平衡的杠杆，改变条件后判断杠杆是否还能保持平衡，有两种方法：一是按力和力臂的乘积；二是按比例的方法．

练习册系列答案
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12．小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验，数据如表：
实验次数物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm
1632.59
2853.218
31083.824
（1）表中“测力计移动的距离”栏目中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是18cm．
（2）小明改正了错误数据后，请帮助他计算表中第3次实验滑轮组的机械效率是87.7%%．（小数点后保留一位）
（3）请帮助小明画出该滑轮组的绕线方式．
（4）本实验得到的结论是：滑轮组的机械效率与被提升的物体重力有关．
13．现在正在大力推行太阳能路灯，如图所示，该路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中．为了节能该路灯采用LED灯照明．如表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率．
太阳能电池板风力发电机蓄电池LED灯
电池板的总面积0.5m2最大限制风速12.0m/s电池容量150Ah额定电压24V
光电转化效率20%最大输出功率400W额定电压12V额定功率60W
（1）蓄电池充足一次电可储存的能量是多少J？
（2）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出功率为多少？
（3）校园内10盏该型号风光互补路灯，每天正常工作10h，一个月消耗的电能相当于完全燃烧煤炭多少kg？（煤炭热值q煤=3×107J，一个月按30天算）
8．小明想利用实验探究电流跟电压的关系，除了电源（3V）、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器外，还有可供选择的（A）定值电阻，（B）小灯泡．
（1）为了完成研究还应选择的器材（填序号）A；理由是：小灯泡的电阻随温度而改变，不能控制电阻不变．
（2）用笔划线完成图中的实物电路连接（你所选的器材在图中用接线板代替），并使滑动变阻器接入电路的阻值最大．
（3）写出实验步骤．
（4）画出实验数据记录表．
15．小阳在做“测量额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验时，连接了如图所示的实验电路，并完成了实验，他发现实验电路与用电压表和电流表测量电阻的实验电路一样，于是他利用实验数据计算出了小灯泡在不同电压下的电阻值，如表示数是他记录的部分数据及计算结果，请你完成下列问题：

物理量
实验次数		U/VI/AR/Ω
12.00.248.3
22.50.288.9
33.0
（1）请添加一根导线，将实物电路连接完整；
（2）第3此实验时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的阻值为10Ω；
（3）小阳欲将三次实验测量的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻，针对他的这一做法，你的评价是：这样做不对；灯泡的电阻随温度的变化而变化，取平均值无意义．
5．下面是小枫和小红同学在实验室探究“杠杆的平衡条件”的实验（实验中使用的每个钩码重0.5N）：

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，发现杠杆在如图甲所示的位置，此时杠杆是（选填“是”或“否”）处于平衡状态．小枫将左端的平衡螺母向右调，小红认为也可以将右端的平衡螺母向右调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡．
（2）如图乙所示，若在B点处施加一个竖直向下的拉力F=3N时，杠杆仍在水平位置平衡．当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平衡，拉力F的大小将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）在探究过程中，在杠杆左端某一固定位置挂总重G=2.5N的钩码，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于水平位置平衡状态．根据多次测量的力和力臂F、L数据，画出F和$\frac{1}{L}$的图线如图丙，由图丙可得出杠杆平衡条件是：F与L成反比．根据杠杆平衡条件，可求出其重力G的力臂是0.2m．
（4）在探究过程中，如图丁，在杠杆的右端挂重物G，在力臂为L的力F的作用下静止在图丁所示位置，请在图中做出力F的示意图．
12．下列说法正确的是（　　）
A．导体中的电流一定会产生磁场
B．地磁场的磁感线是真实存在的
C．改变电磁铁中电流的大小可以改变电磁铁的南、北极
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9．如图所示，甲、乙两容器的质量和底面积都相同，在它们中分别装有质量和深度均相等的水和酒精，则（　　）
A．甲容器对桌面的压力大，压强也大
B．乙容器底面受到液体的压强大，压力也大
C．乙容器对桌面的压力大，压强也大
D．甲容器底面受到液体的压强大，压力也大
10．如图所示，在相同地点，三个吸盘的材质及密合程度均相同，比较它们外表面所受大气压力，则（　　）
A．甲吸盘受到的压力最大B．乙吸盘受到的压力最大
C．丙吸盘受到的压力最大D．三个吸盘受到的压力相同

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