Question

17．小明、小亮和小敏在實驗室分別做三個小實驗，實驗過程中，他們分別遇到了不同的困惑，有些困惑，他們通過交流已經(jīng)提出了解決方案，但還需要聽聽你的意見；有些困惑，需要你幫助解決． 
（1）小明的實驗是“探究杠桿的平衡條件”，他在完成教材中的探究任務后，又多加了一個彈簧測力計繼續(xù)進行探究．他的困惑是：在圖所示杠桿已經(jīng)平衡的情況下，不知道怎樣測彈簧拉力的力臂．請你在如圖1中幫小明作出彈簧拉力 F 對支點 O 的力臂．
（2）小亮的實驗是“探究同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系”，他選擇了三個體積不同，質(zhì)量分別為 89g、178g、356g 的實心銅塊做實驗．實驗中，他用每次都盛有 30cm³水的量筒分別測出了三個銅塊的體積，并將數(shù)據(jù)記錄在了自己設計的表格中．

	質(zhì)量 m/g	體積 V/cm 3	比值（ m/V ）
銅塊1	89	10
銅塊2	178	20
銅塊3	356	70

小亮在計算質(zhì)量與體積的比值（ m/V ）時，發(fā)現(xiàn)其中的一個數(shù)據(jù)測量有錯誤，這個數(shù)據(jù)應該是70cm³（填該數(shù)據(jù)的數(shù)字和它的單位）．小亮的困惑是：不清楚這個錯誤是怎樣產(chǎn)生的．請你幫小亮指出該錯誤產(chǎn)生的原因：沒有用放入銅塊后水和銅塊的總體積減去最初水的體積．
（3）小敏的實驗是“探究凸透鏡成像的特點”．她的困惑是：不知道實驗室準備的凸透鏡的焦距．小亮給他提供的解決方案是：根據(jù)如圖2所示的設計方案圖進行實驗，測出焦距．你的意見：小亮的“方案”是可行（填“可行”或“不可行”）的．
A．如果“方案”可行，請你對利用該“方案”測量焦距的具體操作提出一條注意事項：實驗中要讓平行光盡量與透鏡的主光軸平行；
B．如果“方案”不可行，請?zhí)岢瞿愕慕鉀Q方案：實驗中要在光屏上得到最小最清晰的光點時，才停止移動光屏．．（說明：若你認為“方案”可行，則選A解答，若你認為“方案”不可行，則選B解答）

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，鉤碼重力的方向是豎直向下，力臂正好等于支點到力的作用點的距離，可以從杠桿上直接測出；當測力計的拉力方向傾斜時，依據(jù)力臂的定義畫出支點到力的作用線的距離，即為測力計拉力的力臂．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算m/V的值，然后比較分析結(jié)果，比值與其它值不同的，就存在問題．然后分析這個數(shù)據(jù)與實際值之間的大小關(guān)系．
（3）凸透鏡的焦距就是指焦點到凸透鏡的光心的距離，所以利用凸透鏡可把平行光會聚為焦點來測量．凸透鏡焦點必須是平行于透鏡主光軸光線的會聚點．

解答 解：（1）如圖支點O到力的作用線的距離，即為測力計拉力F的力臂：
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算質(zhì)量與體積的比值，填入下面的表格中：

	質(zhì)量m/g	體積V/cm3	比值（m/V）/（g/cm3）
銅塊1	89	10	8.9
銅塊2	178	20	8.9
銅塊3	356	70	5.1

分析結(jié)果，銅塊3的比值與其它值不同，偏小了，表明體積70cm³是錯誤的，比實際值偏大，可能是沒有用浸入銅塊后水和銅塊的總體積減去最初水的體積造成的．
（3）由圖可知是利用凸透鏡可把平行光會聚為焦點來測量的，而凸透鏡的焦距就是指焦點到凸透鏡的光心的距離，所以此方案可行．但必須注意，凸透鏡焦點是平行于透鏡主光軸光線的會聚點，實驗時要讓平行光線盡量與透鏡的主光軸平行才行．
  若認為方案不可行，提出的解決方案必須簡單明了、合情合理也可．
故答案為：（1）如圖所示；（2）70 cm ³；沒有用放入銅塊后水和銅塊的總體積減去最初水的體積；
（3）可行；實驗中要讓平行光盡量與透鏡的主光軸平行；實驗中要在光屏上得到最小最清晰的光點時，才停止移動光屏．

點評 本題考查了物理的三個不同類型的基礎實驗：力臂的畫法、密度實驗過程和數(shù)據(jù)的分析、利用了凸透鏡的會聚作用來測量焦距．