题目内容

【题目】小明在探究杠杆平衡条件的实验中,所用杠杆质量分布均匀,每个钩码质量均为50g.
(1)实验前没有挂钩码时,发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母向调节.调节平衡后,如图甲所示,在杠杆的左边A处挂四个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B处挂同样的钩码个.
(2)实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议不宜采用这种方式,其主要原因为 .
A.一个人无法独立操作
B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多,不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
(3)完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆(重心始终位于O点)制作一个可以直接测量质量的“杆秤”.①如图丙所示,以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,则该杠杆的质量g.然后小明将C位置的3个钩码取下,挂到右侧作为“秤砣”.
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,小明应在图丙C位置处装配一质量为g的吊盘.
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量g,并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上,完成“杆秤”的制作.

【答案】
(1)右,3
(2)C
(3)100,150,600
【解析】解:(1)杠杆右高,应将杠杆向右端调节,使杠杆在水平位置平衡;
设杠杆的分度值为L,一个钩码的重为G,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,nG×2L=2G×3L,所以n=3(个);
(2)实验中小明的实验方式要考虑杠杆的重力对实验的影响,增大了实验的难度,力和力臂数目过多,不易得出结论,故选C;
(3)①以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,设杠杆的质量为m,则:3m钩码g2L+mgL=mg4L;
解得:m=2m钩码=2×50g=100g;
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,由①可知,小明应在图丙C位置处装配的吊盘的质量应等于三个钩码的质量,即150g;
③小明在图丁的D位置挂上3个钩码后,设物体的最大质量为m',由杠杆的平衡条件可知:m'g2L=3m钩码g8L,解得:m'=12m钩码=12×50g=600g.
故答案为:(1)右;3;(2)C;(3)①100;②150;③600.

(1)调节杠杆两端的平衡螺母,使平衡螺母向上翘的一端移动,使杠杆在水平位置平衡,杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小;根据杠杆的平衡条件可以求出在B处挂钩码的个数;

(2)研究杠杆的平衡,需要有动力和阻力但力多了增加了难度,且不易得出结论;
(3)根据杠杆的平衡条件进行解答.

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