Question

10．小明、小亮、小東和小華在實(shí)驗(yàn)室分別做四個(gè)小實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，他們分別遇到了不同的困惑，有些困惑，他們通過(guò)交流已經(jīng)提出了解決方案，但還需要聽(tīng)聽(tīng)你的意見(jiàn)；有些困惑，需要你幫助解決．
（1）小明的實(shí)驗(yàn)是“探究杠桿的平衡條件”，他在完成教材中的探究任務(wù)后，又多加了一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)繼續(xù)進(jìn)行探究．他的困惑是：在圖1所示杠桿已經(jīng)平衡的情況下，不知道怎樣測(cè)彈簧拉力的力臂．請(qǐng)你在圖2中幫小明作出彈簧拉力F的力臂．
（2）小亮的實(shí)驗(yàn)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(gè)體積不同，質(zhì)量分別為89g、178g、356g的實(shí)心銅塊做實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中，他用每次都盛有30cm³水的量筒分別測(cè)出了三個(gè)銅塊的體積，并將數(shù)據(jù)記錄在了自己設(shè)計(jì)的表格中．

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

①小亮在計(jì)算質(zhì)量與體積的比值（$\frac{m}{V}$）時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中的一個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量有錯(cuò)誤，這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該是70cm³；（填該數(shù)據(jù)的數(shù)字和它的單位）．
②小亮的困惑是：不清楚這個(gè)錯(cuò)誤是怎樣產(chǎn)生的．請(qǐng)你幫小亮指出該錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因：沒(méi)有減去原來(lái)量筒中水的體積；
（3）如圖2是小東同學(xué)在探究光的折射現(xiàn)象時(shí)，看到白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶，東東對(duì)產(chǎn)生的原因進(jìn)行了思考．受此啟發(fā)，在測(cè)量凸透鏡的焦距時(shí)，小東想：如果分別用紅光和紫光平行于同一個(gè)凸透鏡的主光軸射入，紅光、紫光對(duì)凸透鏡的焦距是否相同呢？
你的推斷：紅色光對(duì)凸透鏡的焦距大，你推斷的理由是：透鏡對(duì)紫光的折射作用更大，對(duì)紅光的折射作用更�。�
（4）小華用如圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中A重50牛，在F作用下以10厘米/秒的速度在水平地面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，彈簧秤B的示數(shù)是2牛，則A受到的摩擦力是2牛，5秒鐘內(nèi)拉力F做的功是1焦（不計(jì)滑輪重及油輪之間摩擦力）．

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(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，可以從杠桿上直接測(cè)出；當(dāng)測(cè)力計(jì)的拉力方向傾斜時(shí)，依據(jù)力臂的定義畫(huà)出支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離，即為測(cè)力計(jì)拉力的力臂．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)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(wèn)題．然后分析這個(gè)數(shù)據(jù)與實(shí)際值之間的大小關(guān)系；
（3）白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶，是因?yàn)椴煌�顏色的光�?jīng)玻璃的折射本領(lǐng)不同；
（4）根據(jù)兩段繩子上的拉力相等的特點(diǎn)及二力平衡條件判斷摩擦力的大��；
計(jì)算出F的大小，判斷出5sF通過(guò)的距離，根據(jù)W=Fs計(jì)算出功．

解答 解：（1）如圖支點(diǎn)O到力的作用線(xiàn)的距離，即為測(cè)力計(jì)拉力F的力臂：

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)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(cuò)誤的，比實(shí)際值偏大，可能是沒(méi)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）根據(jù)三棱鏡對(duì)光線(xiàn)的偏折，可以得出，紅光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，當(dāng)紅光和紫光分別平行射向相同的凸透鏡時(shí)，紅光的會(huì)聚點(diǎn)，也就是紅光的焦點(diǎn)距離透鏡遠(yuǎn)，而紫光的焦點(diǎn)離透鏡近，所以紅光的焦距大；
（4）由題意知，繩對(duì)A的拉力為2N，根據(jù)二力平衡知識(shí)，物體所受摩擦力為2N；
因?yàn)槭莿?dòng)滑輪，每段繩子上的力均為2N，所以F=2×2N=4N；
A在5s內(nèi)通過(guò)的路程：L=vt=10cm/s×5s=50cm=0.5m；
所以F移動(dòng)的距離s=$\frac{1}{2}$×0.5m=0.25m；
則F做的功：W=Fs=4N×0.25m=1J．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）①70cm³；②沒(méi)有減去原來(lái)量筒中水的體積；（3）紅；透鏡對(duì)紫光的折射作用更大，對(duì)紅光的折射作用更��；（4）2；1．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了物質(zhì)質(zhì)量與體積關(guān)系的探究、光的色散、力臂的畫(huà)法及滑輪的有關(guān)特點(diǎn)，其中（4）是該題的易錯(cuò)點(diǎn)，要搞清各個(gè)力之間的大小關(guān)系．