在研究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验中首先要调节杠杆两端的平衡螺母,其作用是调节杠杆在________位置平衡,这样做是为了便于________.若发现杠杆“左低右高”,可将右端螺母向________边旋转,或将左端螺母向________边旋转;
(2)在A处挂三个钩码如图1所示,要使杠杆平衡应在B处挂________个钩码(每个钩码质量均为100g);拿去B处钩码,改在C处用弹簧测力计竖直向上拉,杠杆平衡时弹簧测力计上的示数为________N.(g=10N/kg)若拉力的方向改成斜向上,则弹簧测力计的示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)在研究“杠杆的平衡条件”实验中,有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”.他们经过实验,获得了下述数据:
动力F1/N | 动力臂Ll/cm | 阻力F2/N | 阻力臂L2/cm |
4 | 5 | 5 | 4 |
(4)某次实验中,若采取如图2所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置保持平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式,这主要是以下哪种原因________(选填字母).
A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多.
解:(1)①力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来;
②杠杆重心右移应将平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;
(2)因为F1×OC=F2×OA,并且一个钩码的重力G=mg=0.1g×10N/kg=1N,
设杠杆的每一个小格代表1cm,
则F1×2cm=3×1N×4cm,
F1=6N.
弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,动力臂是OC,当弹簧测力计倾斜拉杠杆时,动力臂减小,阻力和阻力臂不变,故动力会变大.
(3)实验数据只有一组,得出结论具有偶然性,不具有普遍性,实验结论必须在多次试验的基础上得出,这样才能有效地避免实验结果偶然性出现.
(4)当杠杆上挂多组钩码时,力和力臂增加,虽然也能得出正确的结论,但是使实验复杂化,给实验带来难度.
故答案为:(1)水平;读出力臂;右;右;(2)4;6;变大;(3)实验数据只有一组,得出结论具有偶然性,不具有普遍性,实验结论必须在多次试验的基础上得出,这样才能有效地避免实验结果偶然性出现;(4)D.
(1))①探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,此时力与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来;
②杠杆“左低右高”,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移,这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响.
(2)由杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.可计算出所挂钩码的多少.
设杠杆的每一个小格代表1cm,知道动力臂、阻力臂、阻力,根据杠杆平衡条件求出动力.
当弹簧测力计倾斜拉杠杆时,动力臂减小,阻力和阻力臂不变,动力会增大.
(3)实验规律应建立在多次测量的基础上,以避免得到偶然性的结论.
(4)当杠杆上挂多组钩码时,力和力臂数目增加,使实验复杂化,给实验带来难度.
点评:(1)杠杆平衡条件应用比较广泛,利用杠杆平衡条件可以判断杠杆是否平衡、力臂大小、力的大小等.
(2)探究杠杆平衡条件的实验中,杠杆的两端各挂一组钩码,实验操作比较简单,计算也比较简单;如果杠杆的两端挂多组钩码,实验操作复杂,计算也比较复杂.但是两种情况都能得出正确的结论.