题目内容

小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量均为50 g的钩码若干个.

(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉.此时,应把杠杆两端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,保持________并静止,达到平衡状态.这样做的好处是:便于在杠杆上直接测量________.

(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A处挂4个钩码(如图甲所示),在B处挂________钩码杠杆恰好在原位置平衡.

(3)如图乙所示,为了探究作用力在支点同侧杠杆平衡时的规律,小明用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计示数为________N时,杠杆再次水平平衡.当弹簧测力计逐渐向左倾斜时,要使杠杆仍然在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力F将________(填“变大”、“不变”或“变小”),原因是________.

(4)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用图丙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原因是:________.

答案:
解析:

  答案:(1)左;水平;力臂;

  (2)6个;

  (3)1.5;变大;拉力的力臂变小了;

  (4)杠杆自重的影响.

  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;实验前先要调节杠杆在水平位置平衡,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;调节好以后,仍要使杠杆在水平位置平衡,是为了便于测量力臂的长度;

  (2)知道动力臂、阻力、阻力臂,根据杠杆平衡条件求出动力,求出钩码的数量;

  (3)根据知道动力臂、阻力、阻力臂,根据杠杆平衡条件求出动力;

  阻力和阻力臂不变时,弹簧测力计倾斜,动力臂变小,动力变大;

  (4)图丙中,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)杠杆右端下沉,为了使它在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向左调节;使杠杆在水平位置平衡的目的有两个:一是避免杠杆重力对杠杆转动的影响;二是便于测量力臂的长度;

  (2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,图甲中,由杠杆平衡条件得,4G×3 L=nG×2 L,所以n=6(个),所以应在杠杆左边B处挂6个相同的钩码;

  (3)四个钩码的总质量m=4×50 g=200 g=0.2 kg,总重力G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N,设杠杆的一个小格为L,由杠杆平衡条件得,2 N×3 L=F1×4 L,所以F1=1.5 N;

  图乙中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OC,弹簧测力计逐渐向左倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于OC,拉力力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大;

  (4)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆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.

  点评:本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算.当杠杆处于水平位置平衡时,竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上,倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上,力臂变小.


提示:

  考点:探究杠杆的平衡条件实验.

  专题:探究型实验综合题.


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