题目内容
5.某班物理实验小组做探究杠杆平衡条件的实验:(一)小明所在的物理实验小组
(1)实验时,为了方便对力臂的测量,小明先调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)实验中,在杠杆上的A点挂四个重均为0.5N的钩码,用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点,使杠杆水平平衡,如图甲所示,测力计的示数是1N;如果将测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将变大(选填“变大”“不变”或“变小”).
(3)实验结束后,小明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乙所示装置进行探究,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.其原因是没有考虑杠杆自重的影响.
(二)小华所在的物理实验小组
(4)小华所在的物理实验小组的同学,利用如图丙所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件,实验中测得的数据如表所示.有的同学按现有方案得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”.这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中B(填字母).
A.没有改变力的大小
B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点
D.实验次数较少,结论具有偶然性.
(5)小华又思考了一个新的问题,她想:假如王亚平的太空授课,也用图丙装置探究该实验,那么王亚平不能(填:能、不能)完成,理由钩码失重.
| 测量序号 | 动力F1/N | 动力臂l1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂l2/cm |
| 1 | 1 | 20 | 2 | 10 |
| 2 | 2 | 15 | 1.5 | 20 |
| 3 | 3 | 5 | 1 | 15 |
分析 (1)杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来.
(2)由杠杆平衡条件可算出拉力大小;弹簧测力计斜拉时,拉力力臂变小,拉力变大.
(3)图乙中,支点位于动力和阻力的右侧,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响.
(4)从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂;从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂.
(5)如果失重,原来受重力影响的实验,都将无法完成.
解答 解:(1)实验时,为了方便对力臂的测量,小明先调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂等于支点到力的作用线的距离,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来.
(2)由图可知,根据杠杆平衡条件,F1×L1=F2×L2,4×0.5N×4格=F×8格,所以拉力大小为F=$\frac{2N×4}{8}$=1N;
弹簧测力计斜拉时,阻力及阻力臂不变,拉力力臂变小,根据杠杆平衡条件可知拉力变大.
(3)图乙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大.
(4)“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的,也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向.故选项A、C、D错误,选项B正确.
(5)杠杆依据的原理是F1L1=F2L2,F=G,如果完全失重,则钩码重力为零,因此王亚平的太空授课,也用图丙装置探究该实验,那么王亚平不能完成,
故答案为:(1)水平;(2)1;变大;(3)没有考虑杠杆自重的影响;(4)B;(5)不能;钩码失重.
点评 本题主要考查的是学生对器材的操作和杠杆平衡条件的理解和掌握,杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡,减小了杠杆的自重对实验的影响,便于测量力臂.
| A. | 光导纤维是一种很细很细的金属丝 | |
| B. | 光在光导纤维中始终沿直线传播 | |
| C. | 光纤通信具有传输信息量大,光能损耗小等优点 | |
| D. | 光信号在光导纤维中以声音的速度传播 |
| A. | 载重汽车上装有既多又宽的轮胎是为了减小对地面的压力 | |
| B. | 鞋底有花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦 | |
| C. | 用注射器向人体注射药液是利用大气压的原理工作的 | |
| D. | 使用活塞式抽水机抽水是利用连通器原理 |