题目内容

10.小亮和小强通过实验探究杠杆平衡时动力与动力臂的关系.
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,为使杠杆在水平位置平衡,应该将杠杆左端的平衡螺母向右(选填“左”或“右”)调节.
(2)小亮认为,可以在杠杆两侧挂钩码进行实验,如图乙所示;而小强认为,可以用弹簧测力计取代一侧的钩码进行探究,如图丙所示,你认为谁的方案更好?为什么?小亮的方案更好,便于测量力臂.如果要使用丙图的方案,为了方便测量力臂应该注意的是:使弹簧测力计的拉力方向竖直向下.
(3)小亮在杠杆左侧支点18cm处悬挂2个钩码并保持不变,多次改变支点右侧的钩码个数,并使杠杆在水平位置平衡.实验数据如下表,分析实验数据,可以得出结论;在阻力和阻力臂不变的情况下,动力与动力臂互成反比
 实验次数 阻力F2/N 阻力臂12/cm 动力F1/N 动力臂11/cm
 1 1 18 1.5 12
 2 1 18 2 9
 3 1 18 3 6
(4)如图丁所示,一名工人正试图用扳手拧下工件上一个紧固的螺母,尽管他使出了浑身的力气,却没能成功,结合上面的结论,为了把螺母拧下,你给他的建议是在扳手的手柄上加上一个套筒(写出一种即可).

分析 (1)在调节杠杆平衡时,应将平衡螺母向杠杆上翘的一端调节.
(2)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,此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.
(3)根据表中实验数据,观察F1×L1与F2×L2有什么关系,从而得出结论.
(4)用轮轴时,轮半径是轴半径的几倍,作用轮上的力就是轴上力的几分之一.

解答 解:(1)由图可知,杠杆的右端上翘,应将平衡螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡;
(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,因此小亮的方案更好,如果要使用丙图的方案,为了方便测量力臂应该注意的是:使弹簧测力计的拉力方向竖直向下;
(3)根据表中实验数据,发现F1×L1=1.5N×12cm=2N×9cm=3N×6cm=F2×L2=1N×18cm,从而得出动力与动力臂互成反比;
(4)用轮轴时,轮半径是轴半径的几倍,作用轮上的力就是轴上力的几分之一,为了把螺母拧下,用了一个较长的套筒套在扳手柄上,相当于加长了轮半径,因此会更省力;
故答案为:(1)右;(2)小亮的方案更好,便于测量力臂;使弹簧测力计的拉力方向竖直向下;(3)动力与动力臂互成反比;(4)在扳手的手柄上加上一个套筒;

点评 本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验调平和操作,要求平时做实验时多加注意,锻炼自己的实验操作能力.

练习册系列答案
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19.小明需要完成“测量小灯泡的功率”的实验.所用器材有:标有“3.8V”字样的待测小灯泡(正常发光时电阻大约13Ω)、电压恒为6V 的电源、标有“30Ω 1A”的滑动变阻器、电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、电压表(量程为0~3V、0~15V)、开关及导线若干.

(1)请在实物图上用画线的方法连接各元件,并使滑片向右移动时,电流表示数会变小,连接电路时,开关应断开.
(2)小明同学按电路图正确连接电路后,闭合开关,从大到小调节滑动变阻器的阻值,并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入表.
电压表的示数U/V电流表的示数I/A小电灯的功率P/W
2.00.20
2.50.22
3.00.25
3.80.30
4.50.32
①小灯泡额定功率为1.14W.
②若电压表的0~15V 量程已损坏,只能使用0~3V 量程,其它器材不变,如何测出小灯泡的额定功率?在图2虚线框中画出测量电路图.
③若小灯泡两端最大可加4.5V电压,为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全,参照小明的实验数据,滑动变阻器接入电路的阻值范围应为20.0_Ω~4.7Ω.(保留一位小数)
(3)小红和小莉两个同学也要分别做“测定小灯泡的功率”实验,除了小灯泡外她们所使用的器材规格均相同,小灯泡的额定电压可能是“2.2V”、“2.5V”或“3.8V”,小灯泡功率相差不大.小红同学正确连接好电路,闭合开关时记录了第1组数据,当小灯泡正常发光时记录了第2组数据,把滑片移到端点时,小灯闪亮一下,后熄灭,并记录了第3组数据,如表所示.
物理量
实验序号
电压表示数电流表示数小灯泡亮暗程度
11.3V0.16A暗
22.5V0.20A正常发光
34.5V0A不发光
而当小莉同学所选用的小灯泡也正常发光时,根据她所连接的电路,电压表的示数如图3所示,此时,滑片恰好在滑动变阻器的中点上,求此时滑动变阻器连入电路的电阻值为多少?小莉同学所选用小灯泡额定功率为多大?

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