题目内容

10.如图所示,在“探究杠杆平衡条件”实验中:
(1)实验前发现杠杆静止于如图甲所示,实验时需要将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,当杠杆受到动力和阻力作用时仍要在水平位置平衡,便于测量力臂.
(2)实验中小明的实验探究小组得出如下表的实验数据:
实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm
1310215
222058
345120
分析表中数据,可得出的实验结论是:杠杆平衡条件是:F1L1=F2L2.
(3)如图乙所示,每个钩码重1N,用测力计在杠杆右侧A点施加力,要使杠杆平衡,单独施加的Fa应为1.5N,单独施加的Fb会大于Fa(选填“大于”“小于”或“等于”).
(4)如图丙所示,每个钩码重1N,杠杆平衡后从图上的信息计算出测力计示数Fc应为1N,而实际多次测量出来的力均为2N,你认为数据相差较大的原因是:杠杆自身重力对实验有影响.

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;使杠杆在水平位置平衡,是为了便于测量力臂的长度;
(2)分析表中实验数据,根据表中实验数据得出实验结论;
(3)根据杠杆平衡的条件即可求出拉力的大小;
杠杆在水平位置平衡,阻力、阻力臂不变,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,动力臂变小,动力变大;
(4)支点位于动力和阻力的右侧,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响.

解答 解:
(1)杠杆左端下沉,为了使它在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向右调节;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;
(2)由表中实验数据可知,动力×动力臂=阻力×阻力臂,因此杠杆平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2 );
(3)设一格为L,根据杠杆的平衡条件,则有3N×2L=Fa×4L,解得Fa=1.5N;
杠杆平衡时弹簧测力计的示数为Fa,若在A点斜向下拉,杠杆要求在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数为Fb,杠杆在水平位置平衡,阻力、阻力臂不变,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,动力臂变小,动力变大.所以则Fa小于Fb;
(4)杠杆的重心不在支点上,杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大.
故答案为:(1)右;测量力臂;(2)杠杆平衡条件是:F1L1=F2L2;(3)1.5;大于;(4)杠杆自身重力对实验有影响.

点评 (1)杠杆平衡条件应用比较广泛,利用杠杆平衡条件可以判断杠杆是否平衡、力臂大小、力的大小等;
(2)杠杆在水平位置平衡,力竖直作用在杠杆时,力臂在杠杆上,当力倾斜作用在杠杆上,力臂变小,力变大,这个知识点经常考查,一定要掌握.

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