题目内容

某同学用实验方法测力矩盘的重心．如图，是一个半径为8cm的力矩盘，重4N，但重心不在圆心O处，圆心套在转轴上后处于如图静止状态（OA呈水平）．在边缘上A点悬挂一个1N的砝码后，半径OA将逆时针转过30°角后保持静止，则该盘重心离O点______cm．若在A处改挂一个3N的砝码后，则OA将转过______角才能平衡．
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设该盘重心离O点距离为r，力矩盘的半径为R．根据力矩平衡条件得：
   G盘rsin30°=G砝Rcos30°
则得  r=
G砝Rcos30°
G盘sin30°
=
1×8×
3
4
cm=2
3
cm
若在A处改挂一个3N的砝码后，设OA将转过α角．
则有 G盘rsinα=G砝Rcosα
则得 tanα=
G砝R
G盘r
=
3×8
4×2
3
=
3
，解得α=60°  
故答案为：2
3
，60°．
练习册系列答案
相关题目
某同学用如图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系．先用天平秤得小车质量M=200g、砝码盘的质量为5g．

（1）为了消除摩擦力的影响，在实验前必须平衡摩擦力，请你指出平衡摩擦力的正确方法
将长木板右端适当垫高，使小车恰能匀速下滑
将长木板右端适当垫高，使小车恰能匀速下滑
．
（2）打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，该同学在正确的操作下获得了一条纸带，如图乙所示．他在便于测量的地方选取第一个计时点，并标记A，第六个点标记B，第十一个点标C，第十六个点标D，第二十一个点标E．测量时发现B点模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm、DE长为13.73cm．根据所测得数据可求得，打C点时小车的速度大小为
0.986
0.986
m/s，小车运动的加速度为
2.58
2.58
m/s2．（保留三位有效数字）
（3）该同学在探究加速度与力的关系时保持小车的质量M不变，改变砝码的质量，得到小车的加速度a与砝码盘和砝码的总重力F的实验数据如下表：
盘和砝码总重力F（N） 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
加速度a（m/s2） 0.192 0.392 0.590 0.786 0.946
a．请根据表中数据在图中作出a-F的关系图象

b．请分析根据所给数据作出的a-F图象最后一个点偏离直线较远的原因
小车的质量不是远大于砝码质量
小车的质量不是远大于砝码质量
．
据中新社2010年3月10日消息，我国将于2011年上半年发射“天宫一号”目标飞行器，2011年下半年发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”实现对接．在“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动中，由于失重，因此无法利用天平称出物体的质量．某同学设计了下述实验方法并巧妙地测出了一物块的质量．将一带有推进器、总质量为m=5kg的小车静止放在一平台上，平台与小车间的动摩擦因数为0.005，开动推进器，小车在推进器产生的恒力作用下从静止开始运动，测得小车前进1.25m历时5s．关闭推进器，将被测物块固定在小车上，重复上述过程，测得5s内小车前进了1.00m．则推进器产生的恒力大小为
0.75
0.75
N，用上述方法测得的物块的质量M为
0.77
0.77
kg．
（2009?崇明县一模）于用单摆测定重力加速度的实验
（1）（多选题）在“用单摆测定重力加速度”实验中，下列说法正确的是
BC
BC

（A）摆长必须大于1m，摆角必须小于5°；
（B）应在最低点按下秒表开始记时或停止记时；
（C）在单摆的摆角从4°减小到2°的过程中可以看作周期不变；
（D）由于秒表走时误差，有必要测多次全振动求．平均周期．
（2）（多选题）将一个力传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示．某同学由此图线提供的信息做出了下列判断
AC
AC
 
（A）t=0.2s时摆球正经过最低点；
（B）t=1.1s时摆球正经过最低点；
（C）摆球摆动过程中机械能减小；
（D）摆球摆动的周期是T=0.6s．
（Ⅰ）（1）我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（M）两个因素有关．要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是
 
．
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（2）某同学的实验方案如图所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F，为了减少这种做法而带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：
a：用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是
 
．
b：使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于
 
．
（3）该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：
A、利用公式a=
2s
t2
计算；B、根据a=
△s
T2
利用逐差法计算．
两种方案中，你认为选择方案
 
比较合理．
（4）下表是该同学在“保持小车质量M不变，探究a与F的关系”时记录了实验数据，且已将数据在下面的坐标系中描点，做出a-F图象；由图线求出小车的质量等于
 
kg．（保留二位有效数字）
（Ⅱ）某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，给定器材及规格为：
电流表A（量程为0～5mA．内阻约为10Ω）；
电压表V （量程为0～3V．内阻约为3kΩ）；
最大阻值约为50Ω的滑动变阻器；
电源E（电动势约3V）；
开关S、导线若干．
（l）由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图电路试测，读得电压表示数大约为2.0V．电流表示数大约为4.0mA，则未知电阻阻值Rx大约为
 
Ω；
（2）经分析，该电路测量误差较大，需要作改进．请在方框内画出改进后的测量原理图；
（3）用改进后的电路进行测量，其测量值
 
（填“等于”、“小于”、“大于”）真实值．
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（Ⅰ）小明同学在学完力的合成与分解后，想在家里做实验验证力的平行四边形定则．他从学校的实验室里借来两只弹簧测力计，按如下步骤进行实验．
A．在墙上贴一张白纸用来记录弹簧弹力的大小和方向．
B．在一只弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧测力计的读数F．
C．将一根大约30cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两端拴在两只弹簧测力计的挂钩上．在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两只弹簧测力计的读数相等，在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读数，如图甲所示．
D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′．

（1）在步骤C中，弹簧测力计的读数为
3.00
3.00
N．
（2）在步骤D中，合力F′=
5.2
5.2
N．  
（3）若
F′近似在竖直方向，且数值与F近似相等
F′近似在竖直方向，且数值与F近似相等
，就可以验证力的平行四边形定则．
（Ⅱ）发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件．它的电路符号如图（甲）所示，正常使用时，带“+”号的一端接高电势，“-”的一端接低电势．某同学用实验方法测得它的两端的电压U和通过它的电流I的关系数据如表所示．
U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 2.8 3.0
I/mA 0 0.9 2.3 4.3 6.8 12.0 19.0 24.0 30.0 37.0
①在图（乙）中的虚线框内画出该同学的实验电路图．（实验用仪器：电压表：内阻RV约为10kΩ，电流表mA：内阻RmA约为100Ω，直流电源，滑动变阻器，开关，导线若干．）
②在图（丙）中的小方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线．
③若发光二极管的最佳工作电压为2.5V，而电源是由内阻不计、电动势为3V的供电系统提供的．请根据所画出的伏安特性曲线上的信息，分析应该串联一个阻值
25
25
Ω电阻再与电源接成闭合电路，才能使二极管工作在最佳状态．（结果保留二位有效数字）

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