题目内容

14．下面是小丽利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究“杠杠的平衡条件”的实验．

（1）杠杆若停在如图甲所示的位置，为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右侧的平衡螺母，使它向左（左/右）移动．
（2）小丽进行正确的实验操作后，能不能根据图乙这一组数据得出探究结论？不能（填“能”或“不能”），理由是实验次数太少，实验结论具有偶然性．
（3）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡．如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆右端下沉（填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）．
（4）如图乙所示，把B点处的钩码取下，在B点处施加一个竖直向下的拉力F时，杠杆仍然在水平位置平衡；当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．原因是拉力F的力臂变小了．
（5）如图丙所示，为加深力臂和平衡条件的理解，老师在木质小黑板上固定一个可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M，用一把弹簧测力计依次在A、B、C三点沿与圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是C．
A．F1＜F2＜F3＜DB         B．F1＞F2＞F3＞G
C．F1=F2=F3=G               D．F1＞F2=F3=G．

分析 （1）为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；
（2）用实验数据总结实验结论时，要进行多次实验，总结的实验结论才具有普遍性，避免偶然性；
（3）用杠杆的平衡条件来判断，力和力臂乘积大的一端，杠杆该端下沉；
（4）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；
（5）利用杠杆平衡条件分析，当阻力和阻力臂不变时，如果动力臂不变，只改动力方向，其动力不变，据此分析解答．

解答 解：（1）要使杠杆在水平位置处于平衡状态，平衡螺母向上翘的左端移动；
（2）用实验来探究物理规律时，要采用多次实验，用多组实验数据来总结实验结论，实验结论具有普遍性，如果只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性，所以不能用一次实验数据总结实验结论；
（3）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，
如果在图乙中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时，
杠杆的左端：3G×3L=9GL，
杠杆的右端：5G×2L=10GL，
所以杠杆的左端力和力臂的乘积小于右端的乘积，所以杠杆右端下沉；
（4）乙图中，在B点处施加一个竖直向下的拉力F，拉力力臂为OB，拉力F向右倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OB，拉力力臂变小，所以拉力变大；
（5）设拉力的力臂为L，则由题意可知，当杠杆在水平位置平衡时：G×OD=F×L
由此可得：F=$\frac{G×OD}{L}$，因为G，OD不变，OD=L=r，故F=G，由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径，相等，故F1=F2=F3=G
故选：C
故答案为：（1）左；  （2）不能；实验次数太少，实验结论具有偶然性；（3）右端下沉；（4）变大； 拉力F的力臂变小了；（5）C．

点评 此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂．

练习册系列答案
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表一（圆柱体甲，高0.10米）         
实验
序号		h
（米）		F
（牛）		△F
（牛）
1022.00
20.0220.41.6
30.0518.04.0
40.0617.24.8
50.0815.66.4
60.1014.08.0
70.1214.08.0
表二（圆柱体乙，高0.08米）
实验
序号		h
（米）		F
（牛）		△F
（牛）
8026.00
90.0224.02.0
100.0422.04.0
110.0620.06.0
120.0818.08.0
130.1018.08.0
140.1218.08.0
①根据每次实验的记录，分析F和h的关系，可初步得出结论．
（a）分析比较实验序号1、2、3、4、5与6或8、9、10、11与12等数据中F和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：圆柱体在浸入水的过程中，测力计的示数F随在水中的深度h的增大而减小．
（b）分析比较实验序号6与7或12、13与14等数据中F和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：圆柱体浸没在水中后，测力计的示数F不再随浸入的深度h的增大而变化．
②小红同学分析比较测力计示数的变化量△F与h的关系时，发现同样要区分圆柱体是否浸没两种情况来描述结论．她思考后，认为若用圆柱体浸入水中的体积V浸来替换h，所得出的结论可避免上述问题，则分析△F与V浸的关系及相关条件，可初步得出的结论是：圆柱体在浸入水的过程中，测力计示数的变化量△F与浸入的体积V浸成正比．
当小红分析比较表一、二中△F相等时的数据及相关条件，发现：不同的圆柱体浸在水中，当浸入水中的体积相等时，测力计示数变化量△F的大小相等．
③小明同学在分析小红的结论时，提出：“用浸入水中的体积V浸来替代h”需要满足的条件是浸入水中物体的体积V=Sh．那么不规则物体浸入水中，△F与V浸是否存在同样的关系？随后小明进行实验解决该问题．他设计了表三用以记录相关数据，请你完成表三中空缺的栏目．
表三
实验
序号		物体V浸（m3）F（N）△F（N）
15不规则物体丙∕∕∕
16∕∕∕
17∕∕∕
18不规则物体丁∕∕∕
19∕∕∕
20∕∕∕
6．现把某种晶体碾碎后放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热．
（1）这种加热方式的优点是：受热均匀．
（2）如图是某种晶体加热时，温度随时间变化的图象（加热在一标准大气压下进行，每分钟供热不变）．根据图象可知：
这种晶体的名称是冰，其熔点是0℃，加热2分钟物体处于固液共存状态，加热6分钟时，物体处于液体状态，加热8分钟时，此物质的温度是100℃，此时进行的物态变化是（汽化）沸腾，这种晶体熔化经历了3分钟．
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