题目内容
【题目】某小组探究杠杆平衡条件的实验中发现,当动力臂或阻力臂发生变化时,使杠杆平衡的动力大小就要随之改变,他们为了知道使杠杆平衡的动力大小与两个力臂大小之间的关系,他们在已调水平平衡的杠杆左端悬挂等重的钩码如图所示,将钩码对杠杆的作用力定为阻力F2 , 在支点另一侧通过悬挂钩码施加动力F1 , 调节动力臂l1及阻力臂l2大小使杠杆在水平位置平衡,并将实验数据记录在表一、表二中。
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(1)分析比较实验序号________的数据中动力F1与阻力臂L2变化的关系可以归纳得出的初步结论是:使杠杆在水平位置平衡,当阻力和动力臂相同,动力的大小与阻力臂成正比。
(2)分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件,这是在研究动力的大小与________的关系,分析数据初步归纳得出的结论是:________。
(3)进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可归纳得出初步结论:
(a)分析比较1 与4 ,2 与5 ,3 与6 的数据可初步归纳得到:________;
(b)分析比较1,2 ,3 或4 ,5,6 中的数据可初步归纳得到________,动力越大。
【答案】4、5与6动力臂使杠杆在水平位置平衡,当阻力和阻力臂相同,动力的大小与动力臂成反比使杠杆在水平位置平衡,当阻力臂和动力臂比值相同,动力大小相同使杠杆在水平位置平衡,当阻力臂和动力臂比值越大
【解析】
(1)表二中的实验数据阻力相同为6N,动力臂相同为12cm,分析比较实验数据4、5和6可知:
;即使杠杆在水平位置平衡,当阻力和动力臂相同,动力的大小与阻力臂成正比;(2)分析比较实验序号1、2与3的数据可知,此时阻力和阻力臂保持不变,研究的是动力的大小与动力臂的关系;分析数据:F2l2=6N×10cm=60Ncm;F2l2为:4N×15cm=60Ncm;6N×10cm=60Ncm;10N×6cm=60Ncm; 可知:F1L1的乘积为60Ncm,始终不变,故可得出其关系为:当杠杆平衡时,在阻力和阻力臂保持不变的条件下,动力和动力臂成反比;(3)(a)分析比较序号为1与4的数据可知,使杠杆在水平位置平衡,在阻力大小不变时,阻力臂与动力臂的比值为:
,比值相同,此时动力大小相同;(b)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,由1、2、3或4、5、6中的数据可得:使杠杆在水平位置平衡,当阻力相同时,阻力臂与动力臂的比值越大,动力越大。