题目内容

7．（1）现有细线、弹簧测力计、带提手的小水桶、量筒、水、溢水杯、形状不规则的小石块儿等器材，请你选取其中的器材，用一种方法测出完全浸入水中的小石块所受的浮力．写出选用的器材和简要的步骤．（需要用字母表示相关物理量并写出浮力的计算公式，简要步骤也可以通过绘图的方式表达．）
①器材：细线、弹簧测力计、小桶、水、小石块；
②步骤：①用细线栓住小石块，挂在弹簧测力计下，测出小石块重G；
②用弹簧测力计提着小石块，让它慢慢全部浸入小桶内水中，读出弹簧测力计示数F示；
③小石块所受浮力F浮=G-F示．
（2）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，当杠杆静止时，发现杠杆静止于如图甲所示的位置，小明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（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡．

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，如图乙所示，并测出力臂．多次试验并把数据记录在表格中．
次数F1/NL1/cmF2/NL2/cm
111025
2210120
3215310
实验时杠杆在水平位置平衡的目的是：便于测量力臂；
多次试验的目的是：使结论更具有普遍性；
③小明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；
④小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会左侧下降（选填“右侧下降”或“左侧下降”）；
⑤若小明只将图乙中的杠杆两侧的两个钩码取下，要使杠杆重新在水平位置平衡，应将右侧钩码向左移动2格．

分析 （1）利用称重法（用弹簧测力计测出小石块的重力、读出小石块浸没在水中时的弹簧测力计的示数）测量小石块受到的浮力；
（2）①杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移；
②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．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；
③杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂；
④当左右两侧力与力臂的乘积不相等时，杠杆会转动，直到在新的位置找到平衡；
⑤利用杠杆平衡条件分析．

解答 解：（1）器材：细线、弹簧测力计、小桶、水、小石块
步骤：①用细线栓住小石块，挂在弹簧测力计下，测出小石块重G；
②用弹簧测力计提着小石块，让它慢慢全部浸入小桶内水中，读出弹簧测力计示数F示；
③小石块所受浮力F浮=G-F示；
（2）①杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节；
②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，便于测量力臂．
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．
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F1×l1=F2×l2）
④根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得：
杠杆在水平位置平衡时：左边=3G×2L=6GL；
右边=2G×3L=6GL；
如果在两侧钩码下再各取下一个相同的钩码后：左边=2G×2L=4GL；
右边=G×3L=3GL；
杠杆不再水平平衡，左边会下沉．
⑤杠杆左侧的两个钩码取下，根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，左边=G×2L=2GL；则右边=2G×L，即向左移动2格；
故答案为：（1）器材：细线、弹簧测力计、小桶、水、小石块
步骤：①用细线栓住小石块，挂在弹簧测力计下，测出小石块重G；
②用弹簧测力计提着小石块，让它慢慢全部浸入小桶内水中，读出弹簧测力计示数F示；
③小石块所受浮力F浮=G-F示；
（2）①右；②便于测量力臂；使结论更具有普遍性；③动力×动力臂=阻力×阻力臂；④左侧下降；⑤左；2．

点评 本题主要考查设计测量浮力的实验以及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，是一道综合实验题．

练习册系列答案
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