题目内容
19.小明在探究杠杆的平衡条件的实验中,以杠杆中点为支点.(1)在调节杠杆平衡时,小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向左(左/右)调节.
(2)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据.根据这一次实验数据,小明立即分析得出杠杆的平衡条件,小明这种做法的不足是:仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性
(3)如图乙所示,小明设计了两种实验方案:
第一种弹簧测力计沿竖直方向拉,其读数为F1;
第二种弹簧测力计倾斜拉,其读数为F2.
第一(一/二)种实验方案更方便,理由是:便于直接读出力臂.
(4)杠杆不处于水平位置能否平衡?小海和小红意见不同.小海认为能平衡,于是他每次让杠杆倾斜时静止,这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件.小海认为杠杆平衡不一定是水平的,这种说法对吗?对(对/错).
(5)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?”于是小组同学利用如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水平平衡时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因可能是:杠杆的自重影响了杠杆平衡条件的探究.
(6)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量.实验步骤如下:
步骤一:将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置A,它就是刻度尺的重心;
步骤二:如图所示,将质量为M的物体挂在刻度尺左边某一位置,向右移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡.物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的A点到支座的距离L2;
步骤三:根据杠杆的平衡条件,可以计算出刻度尺的质量m=$\frac{M{L}_{1}}{{L}_{2}}$(用题目中所给物理量表示).
分析 (1)在调节杠杆平衡时,应将平衡螺母向较高的一端调节;为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡;
(2)初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验,有的是为了多次测量求平均值来减小误差;有的是多次测量发现变化规律;有的是为了使实验结论具有普遍性;
(3)杠杆的平衡条件是:F1L1=F2L2;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;
(4)杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡;
(5)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;
(6)此题的关键在于找出中心,并知道第二次平衡后,中心到支点的位置为直尺重力的力臂,根据杠杆平衡的条件可求出直尺的质量.
解答 解:(1)在调节杠杆平衡时,杠杆右端低左端高,要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向左端调节;
(2)只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验很具有偶然性,要多进行几次实验,避免偶然性;
(3)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,因此第一种实验方案更方便,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,能从杠杆上直接读力臂;
(4)杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡,所以小海的说法是对的;
(5)利用如图丙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响,因而测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符;
(6)步骤一:从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.当直尺平放在支点上,平衡后,此处为重心;
步骤二:由于原来处于平衡,将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置,则杠杆会左端下降,
所以根据F1L1与F2L2可知:在F1、L2不变的条件下,需要增加L2,L1减小,即向右移动刻度尺.
步骤三:根据杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂,可知G1L1=G×L2,
即M1gL1=mgL2,所以直尺的质量m=$\frac{M{L}_{1}}{{L}_{2}}$;
故答案为:(1)左;(2)仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性;(3)一; 便于直接读出力臂;(4)对;(5)杠杆的自重影响了杠杆平衡条件的探究;(6)重心;$\frac{M{L}_{1}}{{L}_{2}}$.
点评 本题考查了杠杆平衡条件的应用,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,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡.
| A. | 沸水的温度一定是100℃ | |
| B. | 清晨树叶上出现的露水,是液化吸热现象 | |
| C. | 用38℃的体温计(不甩)直接测量体温为36℃的人,体温计仍然显示38℃ | |
| D. | 蒸发只发生在液体表面,而沸腾只发生在液体内部 |
| A. | 水沸腾后,改用“小火”能降低水温,减慢馒头的变熟,使馒头更美味 | |
| B. | 改用“小火”可以提高水的沸点 | |
| C. | 无论是使用“大火”还是“小火”,水达到沸点后温度都保持不变 | |
| D. | 用“大火”可以提高水的沸点,不应该改用“小火” |