题目内容
【题目】小明在探究杠杆平衡条件的实验中,所用杠杆质量分布均匀,每个钩码质量均为50g.
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(1)实验前没有挂钩码时,发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的螺母向_____调节.调节平衡后,如图甲所示,在杠杆的左边A处挂四个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B处挂同样的钩码_____个.若将A、B两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1格,那么杠杆_____(选填“左”或“右”)端将会下沉.
(2)实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议不宜采用这种方式,其主要原因为_____.
A.一个人无法独立操作 B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多,不易得出结论 D.杠杆受力不平衡
(3)完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆(重心始终位于O点)制作一个可以直接测量质量的“杆秤”.
①如图丙所示,以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,则该杠杆的质量_____g.然后小明将C位置的3个钩码取下,挂到右侧作为“秤砣”.
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,小明应在图丙C位置处装配一质量为_____g的吊盘.
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量_____g,并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上,完成“杆秤”的制作.
④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量,不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用,则小红的测量结果会_____(选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”).
【答案】右 3 右 C 100 150 600 偏大
【解析】
(1)[1]杠杆右高,应将杠杆向右端调节,使杠杆在水平位置平衡;
[2]设杠杆的分度值为L,一个钩码的重为G,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,nG×2L=2G×3L,所以n=3(个);
[3]将A. B两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1个格,则杠杆左端:F1L1=4G×2L=8GL,杠杆右端:F2L2=3G×3L=9GL,故右端下沉;
(2)[4]实验中小明的实验方式要考虑杠杆的重力对实验的影响,增大了实验的难度,力和力臂数目过多,不易得出结论,故C正确,ABD错误。
(3)①[5]以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,设杠杆的质量为m,则:3m钩码g2L+
mgL=
mg4L;解得:m=2m钩码=2×50g=100g;
②[6]为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,由①可知,小明应在图丙C位置处装配的吊盘的质量应等于三个钩码的质量,即150g;
③[7]小明在图丁的D位置挂上3个钩码后,设物体的最大质量为m′,由杠杆的平衡条件可知:m′g2L=3m钩码g8L,解得:m′=12m钩码=12×50g=600g;
④[8]小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量,不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用,则秤砣的质量减小,阻力减小,由杠杆的平衡条件可知阻力臂变大,读数变大。