题目内容

3.甲、乙两位同学做探究杠杆的平衡条件的实验,以杠杆中心为支点,如图甲、乙.
(1)若杠杆右端低左端高,为使其在水平位置上静止,应将左端的平衡螺母向左调节.
(2)如图甲,杠杆在水平位置平衡,记录数据.根据这一次实验数据,甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件,这种做法的不足是:一次实验次数太少,结论具有偶然性.
(3)如图乙,乙同学设计两种实验方案:
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.
分析:第一(选填“一”或“二”)种实验方案更方便;
同等条件下,两次弹簧测力计读数F1<(选填“<”、“=”或“>”)F2.
(4)实验结束后,乙同学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?”乙同学利用如图丙装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与甲同学得出的杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是:杠杆自身重力对实验结论有影响.

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;
(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,斜拉时,力臂变小力变大;
(4)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.

解答 解:(1)若杠杆右端低左端高,说明右端偏重,应将平衡螺母向较高的一端调节,即将左边或右边的平衡螺母向左端调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)只根据一次实验的数据总结得出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,若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;
第二种方案中,弹簧测力计倾斜拉,动力臂减小,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂都相同的情况下,动力臂减小,则动力增大,所以,F1<F2;
(4)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大.
故答案为(1)左;(2)一次实验次数太少,结论具有偶然性;(3)一;<;(4)杠杆自身重力对实验结论有影响.

点评 本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验调平和操作,要求平时做实验时多加注意,锻炼自己的实验操作能力.

练习册系列答案
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12.阅读《“嫦娥五号”将取回第一抔中国月壤》回答下题.
“嫦娥五号”将取回第一抔中国月壤
2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”.中国整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”三步走.目前“嫦娥工程”已经完成了“绕”、“落”两步,计划于2017年底,即将完成第三步“回”.
“嫦娥五号”月球探测器要完成的就是“嫦娥工程”的第三步“回”.它的主要任务是从月球土壤中取样,再从月球返回,它要面对取样、上升、对接和高速再入等四个主要技术难题.如图32所示,“嫦娥五号”包括轨道器、返回器、上升器、着陆器四部分.
目前的设计方案为:“嫦娥五号”到达月球轨道后,轨道器和返回器绕月飞行,着陆器和上升器在月面着陆.着陆器用所搭载的采样装置在月面采样后,将样本装入上升器.随后上升器从月面起飞,与轨道器、返回器组成的组合体进行交会对接,把采集的样品转移到返回器后,与组合体分离.之后轨道器携带返回器点火启动,从环月轨道直接返回地球,返回器与轨道器在即将再入大气层前分离,最后降落在我国北方的内蒙古草原上.
“嫦娥五号”返回器已经在研制之中,从月球返回的航天器有着很大的速度,需要减速,因此如何减小返回器的速度是“嫦娥五号”能成功返回的关键.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)轨道器在环月轨道上运行时,轨道器所处的运动状态为非平衡态.(选填“平衡态”或“非平衡态”)
(2)返回器从月球返回地球的过程中需要减速,请你提出一条使返回器减速的方法:点火反向喷气.

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