题目内容

4.在研究“杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)首先应调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态.若杠杆左端下沉,则应将杠杆两端的平衡螺母向右调节;
(2)实验过程中,给杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆保持水平平衡状态,这时就可读出相应的数据.当然也可通过移动钩码的位置使杠杆在倾斜状态下达到平衡,并进行相关数据的测量.但我们总是选取杠杆的水平平衡状态进行实验,其原因主要是便于读出力臂.
(3)在调节好的杠杆a点挂一重1.5N的物块,如图所示,要使杠杆在水平位置平衡,应在b处挂4个相同的钩码.(已知每个钩码的质量均是50g,g取10N/kg)
(4)研究杠杆平衡时,多次改变力和力臂的大小主要是为了D
A.减少支点处的摩擦       B.每组数据的准确
C.减少实验误差          D.分析多组数据,找出规律.

分析 (1)根据杠杆倾斜情况判断杠杆哪端偏重,然后确定平衡螺母移动方向;
(2)抓住力臂定义和杠杆所受动力和阻力方向就可知道杠杆要水平平衡的原因;
(3)根据杠杆的平衡条件(动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂)判断即可;
(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.

解答 解(1)杠杆左端下沉,说明杠杆左边偏重,应将杠杆两端的平衡螺母向右调节;
(2)杠杆倾斜时,不方便测量力臂,且杠杆上有刻度,而杠杆水平时杠杆与力臂重合,就可从杠杆上读出力臂,这样力臂测量起来较方便;
(3)设杠杆上一个格为L,a处距支点4个格,力臂为4L;b处距支点3个格,力臂为3L;
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,
b处钩码的重力Gb=$\frac{{G}_{a}×4L}{3L}$=$\frac{1.5N×4}{3}$=2N;
一个钩码的重力G=mg=50×10-3kg×10N/kg=0.5N,
b处钩码的数量n=$\frac{2N}{0.5N}$=4;
(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.
故答案为:(1)右;(2)便于读出力臂;(3)4;(4)D.

点评 本题主要考查对“探究杠杆平衡条件”的实验内容的了解;杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2;运用此条件进行杠杆平衡的计算;理解杠杆平衡条件和力臂的定义是解决杠杆问题的关键.

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