题目内容

8．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个．
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，此时杠杆自身重力的力臂为0；这样杠杆自身重力对杠杆的平衡就不起作用了，从而消除了杠杆自重对实验带来的影响．
（2）实验过程中，将钩码选于图中A点，保持钩码对杠杆的拉力（阻力）、阻力臂不变，在支点O右侧不同位置，用弹簧测力计施加竖直向下的拉力（动力），使杠杆水平平衡，测出每一组动力臂l1和对应的动力F1，并记录在表中．请根据表中数据，在坐标系中绘制出l1与F1的图象，根据图象中实验数据可知，当阻力与阻力臂一定时，动力与动力臂成反比；
次数 动力F1/N 动力臂l1/m
 1 0.5 0.60
 2 1.0 0.30
 3 1.5 0.20
 4 2.0 0.15
 5 3.00.10
（3）实验中小明发现，保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时，弹簧测力计的拉力会变大，原因是拉力的力臂变小．

分析 （1）杠杆倾斜时，杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端，左、右两端的螺母（或一端的螺母）要向杠杆上翘的一端调节；实验前先要调节杠杆在水平位置平衡，这是为使杠杆所受的重力通过支点，从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响；
（2）根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来；
阻力和阻力臂的乘积不变时，从图象中选择动力和动力臂的对应值，得出动力跟动力臂的乘积也不变，并求出动力与动力臂的乘积，然后写出动力F与动力臂L的关系，从而进一步得出当L1为0.5m时，F1的大小；
（3）当力倾斜作用在杠杆上，杠杆在水平位置平衡，力臂不在杠杆上，力臂变小，阻力和阻力臂不变，弹簧测力计的拉力会变大．

解答 解：（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，保持水平静止，这样做的好处是：杠杆所受重力的作用线通过支点，重力的力臂为0，重力对杠杆的转动不产生影响；
（2）根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：

由题意可知，阻力与阻力臂的乘积保持不变，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，利用图象中任意一组数据都能得出，F2L2=F1L1=0.5N×0.6m=0.3N•m；
所以，可得出：当阻力与阻力臂一定时，动力与动力臂成反比；
（3）保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，拉力的力臂变小，但是阻力和阻力臂均不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的拉力会变大．
故答案为：（1）0；（2）如上图所示；成反比；（3）拉力的力臂变小．

点评 本题考查了杠杆平衡条件的实验，作图以及根据杠杆平衡条件计算；当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上，倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上，力臂变小．

练习册系列答案
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18．如图所示，用压强计研究液体内部的压强：

（1）当压强计的金属盒在空气中时，U形管两边的液面应当相平，而小明同学却观察到如图a所示的情景．，出现这种情况的原因是：U形管左支管液面上方的气压大于大气压（填“大于”、“小于”或“等于”）；调节的方法是：B
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（2）小明做了如图（b）所示的检查．当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度几乎不变化．出现这种情况的原因是：探头漏气．
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（4）比较d、e图实验，说明液体内部在同一深度，向各个方向的压强相等；
（5）为了进一步研究在同一深度，液体的压强与液体的密度是否有关，他应如何操作，说出你的方法：取一杯盐水和一杯清水，将压强计的金属盒放在同一深度处，观察U型管中的液面高度差来比较压强．
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（4）下面是同学们在试验中出现的一些情况，请分析出现这些情况的原因．
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试验次数123
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