题目内容
某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验进行了如下实验步骤:
a.把杠杆的中点支在支架上;
b.把钩码挂在杠杆的两边,改变钩码的位置使杠杆水平平衡;
c.记下两边的钩码的重,用尺量出它们的力臂,记下实验数据;
d.改变力和力臂数值,做三次实验;
e.求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值.
(1)该同学在 b 步操作之前漏掉了一个重要步骤:调节杠杆两端的 使杠杆在 位置平衡,这个步骤的目的是避免杠杆的 对实验的影响.
(2)如图甲所示,如果在C点改用弹簧测力计拉,为了使杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数最小,应 拉动.
(3)如图乙所示,如果把弹簧测力计斜拉,且拉环固定在支架上,杠杆水平平衡时弹簧测力计示数比步骤(2)中的 (选填“大”或“小”).如果此时在A点的钩码下方再挂一个钩码,为了再次使杠杆水平平衡,且弹簧测力计示数不变,应将悬点D (选填“向上”或“向下”)移动.
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分析: (1)探究杠杆平衡条件的实验时,首先把杠杆支在支架上,然后调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,最后才挂钩码进行探究.
(2)要使力最小,应该使力臂最大,杠杆在水平位置平衡,力竖直作用在杠杆上,力臂最大.
根据阻力阻碍杠杆转动,动力促使杠杆转动,判断动力的方向.
(3)杠杆都在水平位置平衡,当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,力臂变小,力变大.
当阻力臂不变,动力不变时,阻力增大,根据杠杆平衡条件,动力臂一定增大,来判断弹簧测力计的拉动方向的变化,来判断悬点D的变化.
解答: 解:
(1)把杠杆在中点支在支架上,杠杆的重心可能不在中点位置,不能消除杠杆重对杠杆平衡的影响,所以把在b步骤之前还要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)为了使杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计示数最小,应使力臂最大,力臂在杠杆上,所以弹簧测力计要竖直拉动杠杆.图中钩码使杠杆逆时针转动,拉力要使杠杆顺时针转动,所以弹簧测力计要竖直向上拉动杠杆;
(3)阻力、阻力臂不变,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,动力臂变小,动力增大,所以弹簧测力计示数变大;
如果此时在A点的钩码下方再挂一个钩码,为了再次使杠杆在水平位置平衡,阻力增大,阻力臂、动力不变,要增大动力臂才能使杠杆再次平衡,所以弹簧测力计倾斜的角度要大一些,所以悬点D要向上移动.
故答案为:(1)b;平衡螺母;水平;重力;(2)竖直向上;(3)大;向上.