题目内容
12.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:(1)小王同学把杠秆放在支架后,在没有挂钩码时杠杆的位置如图甲所示.这时的杠杆处于平衡(选填“平衡”或“不平衡“)状态.为使杠秆在水平位置平衡,可只将杠杆左端螺母向右(选填“左”或“右”)边旋一些.这样做的目的是方便测量力臂.
(2)杠杆调好后,第一组同学按图乙进行实验,第二组同学按图丙进行实验,同学们讨论后一致认为第二组实验更合理,理由是便于测量力臂;此时乙、丙两图中杠杆平衡时测力计的示数分别为F1、F1′,则F1′小于F1;F1l1等于F1′l1′(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(3)按丙图进行实验,实验记录的数据如表中所示,收集多组数据的目的是便于寻找具有普遍意义的规律
| 实验次数 | 动力F1/N | 动力臂l1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂l1/cm |
| 1 | 0.5 | 10 | 1 | 5 |
| 2 | 0.5 | 15 | 1.5 | 5 |
| 3 | 1.5 | 20 | 3 | 10 |
| 4 | 2 | 20 | 4 | 10 |
分析 (1)杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂;杠杆左端低右端高,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移,这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响,便于测量力臂;
(2)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,此时力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来;
(3)实验时,如果只用一组数据得到结论,偶然性太大,因此应获取多组实验数据归纳出物理规律;
(4)天平是等臂杠杆,天平平衡时,左盘物体的质量等于右盘砝码的质量和游码的质量之和.
解答 解:(1)杠杆静止时,就是处于平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡,需要使杠杆重心右移,应将平衡螺母向右调节;使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的便于测量力臂;
(2)力臂等于支点到力的作用线的距离,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,因此第二组实验设计的好,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,便于测量力臂;由图乙、丙可知,阻力阻力臂不变,由乙到丙,动力臂变大,动力变小,即F1′小于F1,但F2L2=F1l1=F1′l1′,根据杠杆的平衡原理动力臂变大,动力变小,乘积不变;
(3)如果只用一组数据得到结论,偶然性太大,用同样的方法一般要做三次实验,得到三组不同的数据并进行分析,这样做的目的是便于寻找具有普遍意义的规律;
(4)天平的实质是等臂杠杆,所以物体质量等于砝码总质量与游码所对刻度之和.
故答案为:(1)平衡;右;力臂;(2)便于测量力臂;小于;等于;(3)便于寻找普遍意义的规律;(4)天平.
点评 本题考查探究杠杆平衡条件的实验,要求学生平时重视实验能力的培养,重视自己动手实验,要学会利用杠杆平衡条件解决简单的实际问题,学会进行分析.
甲同学:电压表选用大量程,电流表选用小量程,滑动变阻器选用“10Ω 2A”的.
乙同学:电压表选用大量程,电流表选用小量程,滑动变阻器选用“50Ω 1A”的.
丙同学:电压表、电流表都选用小量程,滑动变阻器选用“50Ω 1A”的.
(1)你认为同学乙(选填“甲”、“乙”、或“丙”)的观点是合理的?请以笔画线代替导线,将图乙中的实物连接起来.
(2)请你对其他两位同学的观点进行评估.
(3)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表有示数,则出现故障的原因可能是灯泡断路.
(4)移动滑动变阻器的滑片得到了一组电压和电流的数据,并填入设计的表格
| 次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电功率P/W | 平均电功率P/W |
| 1 | 4.8 | 0.25 | ||
| 2 | 6 | 0.3 | ||
| 3 | 7.2 | 0.32 |