题目内容

10.某同学在已调节平衡的杠杆的一边挂上钩码,设钩码对杠杆的拉力为F1,在同一侧用已调整完好的弹簧测力计,测得使杠杆平衡的力F2.得到如表数据.
次数F1(牛)L1(厘米)F2(牛)L2(厘米)
1610520
2410610
如果该同学在实验时读数和记录都正确,但操作有错误,试分析产生以上错误的原因:弹簧测力计倾斜,拉力的方向没有与杠杆垂直,导致拉力F1变大.

分析 力臂是支点到力的作用线的垂直距离,为便于测量力臂,弹簧测力计拉力的方向;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.

解答 解:观察表中的两组数据可知,杠杆左端钩码重力和力臂的乘积F1L1小于右端弹簧测力计拉力和力臂的乘积F2L2,如果在实验时读数和记录都正确,但操作有错误,则左端钩码重力和力臂是正确的,错误在于弹簧测力计倾斜,拉力的方向没有与杠杆垂直,导致拉力F1变大,该力的实际力臂应比所读力臂L2要小.
故答案为:弹簧测力计倾斜,拉力的方向没有与杠杆垂直,导致拉力F1变大.

点评 本题考查了杠杆平衡条件实验操作,要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,力会变大.

练习册系列答案
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20.小明想测量大米的密度,但由于大米容易吸水,导致体积明显变化,因此用排水的方法测量大米的体积是不合理的.于是小明进行了如下实验和思考.
实验一:按图甲和图乙的方法分别测量大米的质量和体积,由此计算出大米的密度.
(1)使用托盘天平称取5g大米.称量过程中发现天平指针偏向右边(如图甲),接下来小明应如何操作?向左盘中添加大米直至天平平衡.
(2)由于米粒间存在较大间隙,按图乙的方式用量简直接测量大米体积,则会导致测得的体积值偏大.

小明思考:能否用排空气的方法测量大米的体积呢?他设想将大米与空气密封在一个注射器内,只要测出注射器内空气和大米的总体积及空气的体积,其差值就是大米的体积.但如何测出空气的体积呢?
查阅资料得知:温度不变时,一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值.于是进行了实验二:称取5g大米并装入注射器内(如图丙),从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积,通过压强传感器测出此时注射器内空气压强为P;而后将注射器内的空气缓慢压缩,当空气压强增大为2P时,再读出此时的总体积(压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变),整理相关数据记录如表.
注射器内
空气压强
注射器内空气和大米的总体积注射器内空气体积
压缩前P23mlV
压缩后2P13ml0.5V
(3)由实验二测得大米的密度为1.67g/cm3.(计算结果精确到0.01)

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