题目内容
14.一把不计自重的杆秤,提纽到秤钩的距离是4cm,秤砣的质量为200g,用这把秤来称量质量是1kg的物体,秤砣离提纽20cm时秤杆才平衡.如果这杆秤总长是60cm,则这杆秤最多能称量2.8kg的货物.若长期使用后秤砣磨损,继续用它称量货物时测量值将比真实值大.分析 杆秤的提纽是支点,物体重力与秤砣重力分别是动力与阻力,根据题意求出动力臂与阻力臂,然后应用杠杆平衡条件可以解题.
解答 解:(1)称质量是1kg的物体时,
由杠杆平衡条件得:G物体×L物体=G秤砣×L秤砣,
即:m物体g×L物体=m秤砣g×L秤砣,
整理并带入数据有:1kg×4cm=0.2kg×L秤砣,
解得:L秤砣=20cm;
即秤砣离提纽20cm时秤杆才平衡;
(2)当秤砣在最右端时,秤砣重力的力臂最大,最大为L秤砣′=60cm-4cm=56cm,此时所称物体的质量最大;
由杠杆平衡条件得:G物体′×L物体=G秤砣×L秤砣′,
即:m物体′g×L物体=m秤砣g×L秤砣′,
整理并带入数据有:m物体′×4cm=0.2kg×56cm,
解得:m物体′=2.8kg.
即这杆秤最多能称量2.8kg的货物;
(3)若长期使用后秤砣磨损,则秤砣的重力减小,称量相同的物体时,则秤砣重力的力臂应增大(才能使杆秤平衡),杆秤的读数会增大,因此继续用它称量货物时测量值将比真实值大.
故答案为:20;2.8;大.
点评 本题考查了杠杆平衡条件的应用,应用杠杆平衡条件即可正确解题,准确求出各力对应的力臂是解题的关键.
练习册系列答案
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5.小海和小兰在“探究小灯泡电阻”的实验中,要用小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω 
(1)小海的实验过程如下:
①如图甲所示是小海连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并在图中改正(导线不许交叉).
②电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表的示数为0V,电流表有示数,产生这种现象的原因是:小灯泡短路.
③以上故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他应进行的操作是:向左移动滑动变阻器的滑片.
④实验中小海设计的实验记录表格如表.请你找出表格中的问题:设计了电阻平均值一栏;小海又根据实验数据绘制成了U-I图象如图乙.根据该图象提供的信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是12.5Ω.
(2)小兰想利用如图丙所示的电路测量未知电阻Rx的大小(R0阻值已知).下面是他的实验过程,请你帮他完成实验.
①闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U1.
②闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U2.
③未知电阻阻值的表达式为:Rx=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{U}_{2}}•{R}_{0}$
④实验后小兰又将开关S2换成了一个电压表,当闭合开关S和S1时,发现电路中两个电压表的指针偏转角度相同.如果R0=10OΩ且Rx≠R0,则Rx=25Ω.
(1)小海的实验过程如下:
①如图甲所示是小海连接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并在图中改正(导线不许交叉).
②电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表的示数为0V,电流表有示数,产生这种现象的原因是:小灯泡短路.
③以上故障排除后,再闭合开关,发现小灯泡仍不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他应进行的操作是:向左移动滑动变阻器的滑片.
④实验中小海设计的实验记录表格如表.请你找出表格中的问题:设计了电阻平均值一栏;小海又根据实验数据绘制成了U-I图象如图乙.根据该图象提供的信息,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是12.5Ω.
| 实验次数 | 电压/V | 电流/A | 电阻/Ω | 电阻平均值/Ω |
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 |
①闭合开关S和S1,断开S2,读出此时电压表的示数为U1.
②闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U2.
③未知电阻阻值的表达式为:Rx=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{U}_{2}}•{R}_{0}$
④实验后小兰又将开关S2换成了一个电压表,当闭合开关S和S1时,发现电路中两个电压表的指针偏转角度相同.如果R0=10OΩ且Rx≠R0,则Rx=25Ω.
2.
小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”.电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个.
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整.
(2)小彬5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是定值电阻R1短路(写出一种);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为0.36A.
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向A(选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数.
(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3).
(5)实验记录的多组数据如表所示.分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比.
(6)实验结束后,小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?老师指导小彬分析了不能更换的原因.你认为其原因是滑动变阻器最大阻值太小.
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整.
(2)小彬5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是定值电阻R1短路(写出一种);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为0.36A.
(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向A(选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数.
(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3).
(5)实验记录的多组数据如表所示.分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比.
| 实验次数 | 定值电阻(Ω) | 电流表示数(A) |
| 1 | 5 | |
| 2 | 10 | 0.18 |
| 3 | 20 | 0.09 |
4.严冬的早晨,玻璃窗上有一层漂亮的冰花,这是由于:( )
| A. | 室外的冷空气先液化成小水珠再凝固而成,冰花在玻璃的外侧 | |
| B. | 室外的水蒸气向玻璃窗放热凝华而成,冰花在玻璃的内侧 | |
| C. | 室内空气中所含水蒸气遇冷直接凝华而成,冰花在玻璃的内侧 | |
| D. | 室外的水蒸气向玻璃窗放热凝华而成,冰花在玻璃的外侧 |