在“探究杠杆平衡条件”的实验中,实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在________位置平衡,这样做是为了便于测量________;如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向________调节,或将左端的平衡螺母向________调节.下图是小明同学三次实验的情景,实验时所用的每个钩码重0.5N,杠杆上每一格长5cm,部分实验数据已记录在下表中.
| 实验次数 | 动力F1/N | 动力臂L1/cm | 阻力F2/N | 阻力臂L2/cm |
| 1 | 1.5 | 10 | 1 | |
| 2 | 1 | 20 | 10 | |
| 3 | 1 | 20 | 1.5 | 10 |
(2)小明的第三次实验存在错误,其错误是________.
(3)第二次实验中杠杆水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,这时杠杆将________.(填“保持水平平衡”或“顺时针转动”或“逆时针转动”)
试题答案
解:实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小.
杠杆的左端偏高,使杠杆左端或右端的平衡螺母向上翘的左端移动.
(1)第1次实验:根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,1.5N×10cm=1N×L2,∴L2=15cm.
第2次实验:根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得,1N×20cm=F2×10cm,∴F2=2N.
(2)杠杆在水平位置平衡,F1的方向垂直于杠杆时,力臂才在杠杆上.如图,F1倾斜拉动杠杆在水平位置平衡,力臂不在杠杆上,所以动力臂读取错误.
(3)第二次实验中杠杆水平平衡后,在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码,
F1L1=1.5N×20cm=30N?cm,
F2L2=2.5N×10cm=25N?cm,
F1L1>F2L2,杠杆沿逆时针转动.
故答案为:水平;力臂的大小;左;左;(1)阻力臂L2为15cm;阻力F2为2N;(2)动力臂测量错误;(3)逆时针转动.
试题解析
(1)杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响.
调节杠杆两端的平衡螺母,使螺母向上翘的一端移动,使杠杆在水平位置平衡.
(2)根据杠杆平衡条件求出阻力或阻力臂.
(3)杠杆在水平位置平衡,并且力竖直作用在杠杆时,力臂才在杠杆上.图中动力臂读取错误.
(4)力和力臂乘积大的一端下沉.
点评:(1)探究杠杆平衡条件时,杠杆在水平位置平衡的原因,和如何调节杠杆在水平位置平衡,经常考查.
(2)探究杠杆平衡条件时,力臂在杠杆上,同时符合两个条件:杠杆在水平位置平衡;力竖直作用在杠杆上.
(3)用杠杆平衡条件进行计算、判断杠杆是否平衡,经常用到.
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