Question

13．用如圖所示裝置做“研究有固定轉(zhuǎn)動軸物體平衡條件“的實驗，力矩盤上個同心圓的間距相等．
（1）（多選）在用細線懸掛鉤碼前，以下哪些措施是必要的ACD
A．判斷力矩盤是否在豎直平面     B．判斷橫桿MN是否嚴格保持水平
C．判斷力矩盤與轉(zhuǎn)軸間的摩擦是否足夠小   D．判斷力矩盤的重心是否位于盤中心
（2）在A、B、C三點分別用細線懸掛鉤碼后，力矩盤平衡，如圖所示，已知每個鉤碼所受的重力為1牛，則此時彈簧稱示數(shù)為4牛．
（3）由于力矩盤偏心未經(jīng)調(diào)整實際測出的彈簧稱讀數(shù)偏大，則力矩盤的重心在軸的右方．（填左方或右方）

Answer 1

分析 （1）本實驗要研究力矩盤平衡時砝碼的拉力力矩和彈簧拉力力矩的關(guān)系，要盡可能減小其他力的影響，比如重力、摩擦力等影響．根據(jù)此要求分析選擇．
（2）分別確定A、B、C三點細線拉力大小和力臂大小，根據(jù)力矩平衡求出彈簧稱拉力；
（3）根據(jù)力矩盤心在軸的某一方，結(jié)合力矩平衡條件，即可得出彈簧稱實際讀數(shù)偏大還是偏小．

解答 解：（1）A、為了防止細線及彈簧稱與力矩盤摩擦，判斷力矩盤是否處在豎直平面是必要的．故A正確．
B、本實驗與橫桿MN是否平衡無關(guān)，沒有必要檢查橫桿MN是否嚴格保持水平．故B錯誤．
C、D、本實驗要研究力矩盤平衡時砝碼的拉力力矩和彈簧拉力力矩的關(guān)系，重力、摩擦力等影響要盡可能小，故CD正確．
故選：ACD．
（2）設(shè)A、B、C三處拉力大小分別為F_A、F_B、F_C，彈簧稱示數(shù)為F，由題
F_A=1N，F(xiàn)_B=1N，F(xiàn)_C=3N
設(shè)力矩盤上相鄰同心圓間距為r，則彈簧稱拉力的力臂為L=2r
根據(jù)力矩平衡得：
F_A•2r+FL=F_B•r+F_C•3r
代入解得：F=4N；
（3）由于力矩盤偏心未經(jīng)調(diào)整實際測出的彈簧稱讀數(shù)偏大，因此力矩盤重心在軸的右方，才會導致彈簧秤實際讀數(shù)偏大，
故答案為：（1）ACD（2）4；（3）右方．

點評 本題從實驗的要求出發(fā)分析哪些操作是合理的，培養(yǎng)分析處理實際問題的能力，并理解力矩平衡條件的應用．