Question

9．在學習牛頓第一定律時，為了探究阻力對物體運動的影響，我們做了如圖1所示的實驗．
（1）為了探究不同阻力對小車的運動速度的改變的影響情況，應(yīng)做到小車開始受到不同的阻力作用時的速度相同，在實驗中用什么方法使小車在進入平面時速度相同？讓小車從同一斜面、同一高度由靜止開始滑下．
（2）實驗表明：表面越光滑，小車運動的距離越長，這說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢．
（3）進而推理得出：假如小車受到的阻力為零，小車將做勻速直線運動．
小明同學探究杠桿平衡條件：F₁l₁=F₂l₂．（不考慮杠桿自重和摩擦）
（1）實驗前沒有掛鉤碼時，小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端下傾，則應(yīng)將左端的平衡螺母向左調(diào)，使杠桿在水平位置平衡；這樣做的目的是使杠桿自重對杠桿的平衡不產(chǎn)生影響，便于力臂的測量．
（2）三次實驗數(shù)據(jù)記錄表格如下：

實驗序號	動力F1（牛）	動力臂L1（厘米）	阻力F2（牛）	阻力臂L2（厘米）
1	2	4	2	4
2	4	6	3	8
3		8	4	6

①小明用如圖2甲所示進行第3次實驗，彈簧測力計的所示如圖2乙所示，則動力F₁=3.6N．
②分析三次實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)第3次實驗中彈簧測力計示數(shù)偏大，檢測彈簧測力計發(fā)現(xiàn)完好無損，原因可能是彈簧測力計沒有豎直向下拉動，實際力臂小于支點到動力點的距離．
（3）小明通過實驗探究，得出了杠桿平衡條件．生活中的釣魚竿應(yīng)用了該實驗中的第2次實驗原理．

Answer 1

分析 （1）在實驗中，我們是把小車放在斜面上，讓小車從斜面上向下運動，從而讓小車獲得一定的速度．小車在斜面上的高度不同，則向下運動的速度就會不同；
（2）要知道阻力大小與表面光滑程度的關(guān)系以及運動的距離與阻力大小的關(guān)系；
（3）由第（2）問中所觀察到的現(xiàn)象以及結(jié)論推理出阻力為零時的運動情況．
（1）杠桿右端下沉，說明杠桿的重心在支點右側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重心左移，這一調(diào)節(jié)過程的目的是為了使杠桿的自重對杠桿平衡不產(chǎn)生影響；
杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂的長度可以直接從杠桿上讀出來．
（2）當彈簧測力計豎直向下拉動彈簧測力計時，彈簧測力計拉力的力臂在杠桿上，力臂正好等于拉力作用點到支點的距離；
當彈簧測力計傾斜拉杠桿時，彈簧測力計拉力的力臂變小，小于拉力作用點到支點的距離．
（3）先將數(shù)據(jù)中的各自的力與力臂相乘，然后分析實驗數(shù)據(jù)，找出關(guān)系式，杠桿按動力臂和阻力臂大小的關(guān)系分為省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿．

解答 解：（1）用控制變量法，讓小車從同一斜面、同一高度由靜止開始滑下，這樣小車在進入平面時的運動速度相同；
（2）表面越光滑，阻力就越小，小車運動的距離就越長，這說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢；
（3）假如小車受到的阻力為零，那么就沒有阻力可以改變小車的運動狀態(tài)了，小車將以恒定不變的速度永遠運動下去，即做勻速直線運動．
杠桿的平衡條件：F₁l₁=F₂l₂；
（1）杠桿不在水平位置平衡，右端向下傾斜，則重心應(yīng)向左移動，故應(yīng)向左調(diào)節(jié)左端或右端的平衡螺母，杠桿在水平位置平衡后，可以方便的從杠桿上讀出力臂．
（2）由圖乙知，測力計的分度值為0.2N，示數(shù)為3.6N；
如圖彈簧測力計傾斜拉動杠桿時，彈簧測力計拉力的力臂變小，小于拉力作用點到支點的距離；根據(jù)杠桿的平衡條件，在阻力和阻力臂不變的情況下動力臂變小，因此動力會變大．
（3）釣魚竿是費力杠桿，動力臂小與阻力臂，目的是省距離，應(yīng)用了實驗中的第2次實驗原理．
故答案為：（1）讓小車從同一斜面、同一高度由靜止開始滑下；（2）長；慢；（3）做勻速直線運動；
F₁l₁=F₂l₂；（1）左；使杠桿自重對杠桿的平衡不產(chǎn)生影響，便于力臂的測量；（2）①3.6；②彈簧測力計沒有豎直向下拉動，實際力臂小于支點到動力點的距離；（3）2．

點評 本題考查的是阻力對物體運動的影響及杠桿平衡的條件，阻力對物體運動的影響實驗是理解牛頓第一定律的基礎(chǔ)．
調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便能直接讀出力臂．杠桿平衡的條件就是：動力×動力臂=阻力×阻力臂．