【題目】如圖1所示,某小組研究“杠桿的平衡條件”,器材:有刻度的杠桿、若干個相同的鉤碼、彈簧測力計等,O為杠桿的支點.

(1)實驗前,應先調(diào)節(jié)杠桿在 位置平衡.這樣做,除了可以消除自身的重力影響,還可以方便地測量或讀出 .調(diào)節(jié)時,如發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高,應如何操作:

(2)某實驗小組記錄兩組數(shù)據(jù)如下:

實驗序號

動力F1/N

動力臂l1/cm

阻力F

2/N

阻力臂l2/cm

1

2

20

1

10

2

1

8

2

4

根據(jù)分析,這組數(shù)據(jù)中,實驗序號為 (選填:“1”或“2”)的一組肯定有錯誤.檢查發(fā)現(xiàn)是測量動力臂時讀錯了,動力臂的實際值比記錄值 (選填:大或。

(3)如圖2所示,彈簧測力計在C處由豎直向上逐漸向右傾斜拉動杠桿,仍使杠桿在水平位置保持平衡,則彈簧測力計的示數(shù)將 (選填:變大、變小或保持不變),其原因是

(4)某次實驗中,若采取如圖3所示的方式懸掛鉤碼,杠桿也能在水平位置保持平衡(杠桿上每格等距),但老師卻往往提醒大家不要采用這種方式,這主要是以下哪種原因 (選填字母).

A.一個人無法獨立操作 B.需要使用太多的鉤碼

C.力臂與杠桿不重合 D.力和力臂數(shù)目過多

(5)如圖4所示,實驗小組選用長1.6m、粗細均勻的一只金屬桿,繞O點在豎直平面內(nèi)自由轉動,同時將一個“拉力﹣﹣位移傳感器”豎直作用在桿上,并使杠桿在水平位置始終保持平衡.該傳感器顯示其拉力F與作用點到O點距離x的變化關系如圖5所示.由圖可知金屬桿重 N.

【答案】(1)水平;力臂;將平衡螺母向左調(diào);

(2)1;。

(3)變大;該力的力臂變小了;

(4)D;

(5)10.

【解析】解:(1)因為杠桿的重力對杠桿平衡產(chǎn)生的影響,實驗前,應首先進行杠桿平衡調(diào)節(jié).當杠桿處于水平平衡時,作用在杠桿上的動力和阻力﹣﹣鉤碼的重力﹣﹣的方向恰好與杠桿垂直,這時力的力臂就可以從杠桿上的刻度直接讀出.因此,調(diào)節(jié)杠桿的水平平衡是為了便于測量力臂的大。

如發(fā)現(xiàn)杠桿左端偏高,說明杠桿重心位置偏右,向左調(diào)節(jié)杠桿左側平衡螺母或向左調(diào)節(jié)杠桿右側平衡螺母.

(2)分析表中數(shù)據(jù):實驗序號1中,F(xiàn)1L1=2N×20cm=40Ncm;而F2L2=1N×10cm=10Ncm,∴F1L1≠F2L2,

因杠桿平衡,該組乘積不相等說明數(shù)據(jù)有錯誤.

實驗序號2中,F(xiàn)1L1=1N×8cm=8Ncm,而F2L2=2N×4cm=8Ncm,則F1L1=F2L2,

因杠桿平衡,該組乘積相等說明數(shù)據(jù)正確.

由F1L=F2L2得:L===5cm<10cm;

即:動力臂的實際值比表中的記錄值。

(3)彈簧測力計豎直拉和向右傾斜拉動杠桿在水平位置平衡,阻力和阻力臂不變,彈簧測力計向右傾斜拉動杠桿時,動力臂變小,根據(jù)杠桿平衡條件,動力變大,所以彈簧測力計示數(shù)變大.

(4)當杠桿上掛多組鉤碼時,力和力臂數(shù)目增加,雖然也能得出正確的結論,但是使實驗復雜化,給實驗帶來難度.所以選項D正確.

(5)粗細均勻的金屬桿長為1.6m,則其重心在0.8m處,此處動力臂等于阻力臂,由杠桿平衡條件可知,拉力的大小即為金屬桿的重,故重力為10N.

故答案為:(1)水平;力臂;將平衡螺母向左調(diào);

(2)1;;

(3)變大;該力的力臂變小了;

(4)D;

(5)10.

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