题目内容
某实验小组做“研究杠杆平衡条件”的实验:(不考虑杠杆自重和摩擦)(1)实验前,在没有挂钩码时,小明同学发现杠杆停止时处于如图1所示的位置,此时杠杆处于______(填“平衡”或“不平衡”)状态,则应将左端的平衡螺母向______调(选填“右”或“左”),使杠杆在______位置平衡;杠杆平衡后,若在a点挂2个50g钩码,那么在b点应该挂______个50g钩码才能使杠杆恢复平衡.
(2)三次实验数据记录表格如下:
| 实验序号 | 动力F1(牛) | 动力臂L1(厘米) | 阻力F2(牛) | 阻力臂L2(厘米) |
| 1 | 2 | 4 | 2 | 4 |
| 2 | 4 | 6 | 3 | 8 |
| 3 | 8 | 4 | 6 |
②分析三次实验数据,发现第3次实验中弹簧测力计示数偏大,检测弹簧测力计发现完好无损,原因可能是______.
(3)在探究中.有一组同学猜想扛杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”.他们经过实验获得了下列数据:
| 动力F1/N | 动力臂L1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂L2/cm |
| 4 | 5 | 5 | 4 |
(4)通过探究,大家得出了杠杆平衡条件.生活中的镊子应用了该实验中的第______次实验原理.
【答案】分析:(1)实验前先要调节杠杆两端的螺母,使其在水平位置平衡,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;根据杠杆平衡条件求出b点挂钩妈的个数;
(2)①弹簧测力计读数时要看清分度值,根据指针的位置读数;
②由图可见,第3次实验中拉力的方向没有竖直向下,导致力臂不能从杠杆上正确读出.
(3)杠杆平衡条件是规律性结论,必须经过多次实验验证才行,只有一次实验数据,偶然性太大,不能反映普遍规律;单位不同的两个量是不能相加的;
(4)杠杆按动力臂和阻力臂大小的关系分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆.
解答:解:(1)实验前没有挂钩码时,如图1所示,杠杆没有处于平衡状态,发现杠杆左端下倾,应将杠杆两端的螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡;
设一个钩码重为G,杠杆上一个格为L,根据杠杆平衡条件:2G×3L=F2×2L,所以F2=3G,即b点应该挂3个钩码;
(2)①图中弹簧测力计的分度值是0.2N,指针指在3N下面第3个小格上,因此弹簧测力计读数为3N+0.2N×3=3.6N;
②第3次实验中,拉力的方向向右倾斜,导致阻力臂偏小,根据杠杆平衡条件,动力、动力臂不变时,阻力臂变小,阻力就会变大,因此弹簧测力计的示数变大;
(3)他们只测出了一组数据并且还将两个单位不同的物理进行相加,这是错误的;
(4)钓鱼竿是费力杠杆,动力臂小与阻力臂,目的是省距离,应用了实验中的第2次实验原理.
故答案为:(1)不平衡;右;水平;3;(2)3.6;弹簧测力计没有竖直向下拉;(3)实验只凭一组数据得到结论;将单位不同的两个物理量相加;(4)2.
点评:(1)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,此时力与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来;
(2)本实验探究题,难点是分析学生出错的原因,本实验中的结论是普遍规律,必须经过多次测量才能得出.
(3)杠杆可分为三类:
①省力杠杆:动力臂大于阻力臂,省力费距离,如起子、剪铁皮的剪刀等;
②费力杠杆:动力臂小于阻力臂,费力省距离,如镊子、钓鱼竿、理发用的剪子;
③等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,既不省力也不省距离,如天平.
(2)①弹簧测力计读数时要看清分度值,根据指针的位置读数;
②由图可见,第3次实验中拉力的方向没有竖直向下,导致力臂不能从杠杆上正确读出.
(3)杠杆平衡条件是规律性结论,必须经过多次实验验证才行,只有一次实验数据,偶然性太大,不能反映普遍规律;单位不同的两个量是不能相加的;
(4)杠杆按动力臂和阻力臂大小的关系分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆.
解答:解:(1)实验前没有挂钩码时,如图1所示,杠杆没有处于平衡状态,发现杠杆左端下倾,应将杠杆两端的螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡;
设一个钩码重为G,杠杆上一个格为L,根据杠杆平衡条件:2G×3L=F2×2L,所以F2=3G,即b点应该挂3个钩码;
(2)①图中弹簧测力计的分度值是0.2N,指针指在3N下面第3个小格上,因此弹簧测力计读数为3N+0.2N×3=3.6N;
②第3次实验中,拉力的方向向右倾斜,导致阻力臂偏小,根据杠杆平衡条件,动力、动力臂不变时,阻力臂变小,阻力就会变大,因此弹簧测力计的示数变大;
(3)他们只测出了一组数据并且还将两个单位不同的物理进行相加,这是错误的;
(4)钓鱼竿是费力杠杆,动力臂小与阻力臂,目的是省距离,应用了实验中的第2次实验原理.
故答案为:(1)不平衡;右;水平;3;(2)3.6;弹簧测力计没有竖直向下拉;(3)实验只凭一组数据得到结论;将单位不同的两个物理量相加;(4)2.
点评:(1)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,此时力与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来;
(2)本实验探究题,难点是分析学生出错的原因,本实验中的结论是普遍规律,必须经过多次测量才能得出.
(3)杠杆可分为三类:
①省力杠杆:动力臂大于阻力臂,省力费距离,如起子、剪铁皮的剪刀等;
②费力杠杆:动力臂小于阻力臂,费力省距离,如镊子、钓鱼竿、理发用的剪子;
③等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,既不省力也不省距离,如天平.
练习册系列答案
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(1)实验前,在没有挂钩码时,小明同学发现杠杆停止时处于如图1所示的位置,此时杠杆处于______(填“平衡”或“不平衡”)状态,则应将左端的平衡螺母向______调(选填“右”或“左”),使杠杆在______位置平衡;杠杆平衡后,若在a点挂2个50g钩码,那么在b点应该挂______个50g钩码才能使杠杆恢复平衡.
(2)三次实验数据记录表格如下:
| 实验序号 | 动力F1(牛) | 动力臂L1(厘米) | 阻力F2(牛) | 阻力臂L2(厘米) |
| 1 | 2 | 4 | 2 | 4 |
| 2 | 4 | 6 | 3 | 8 |
| 3 | 8 | 4 | 6 |
②分析三次实验数据,发现第3次实验中弹簧测力计示数偏大,检测弹簧测力计发现完好无损,原因可能是______.
(3)在探究中.有一组同学猜想扛杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”.他们经过实验获得了下列数据:
| 动力F1/N | 动力臂L1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂L2/cm |
| 4 | 5 | 5 | 4 |
(4)通过探究,大家得出了杠杆平衡条件.生活中的镊子应用了该实验中的第______次实验原理.