1.(2020·眉山)小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计

1.(2020·眉山)小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。

 

(1)如图A所示,此时的杠杆     (选填“是”或“不是”)平衡状态。实验时为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响,且便于直接从杠杆上读出力臂的大小,应将杠杆调到     
(2)小明同学所在实验小组完成一次操作后,实验现象如图B所示,他们记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂l1=0.2m,阻力F2=1N,则阻力臂l2=0.3m。甲同学测出了这组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论,乙同学认为他的结论不一定科学,理由是     。他把右边的钩码换成弹簧秤,使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度,如图C所示,此过程中,弹簧秤拉力的大小     (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)图B实验中,小明把两边的钩码同时远离支点一格,杠杆不再平衡,     (选填“左”或“右”)端会下沉。小明回家又做了图D的探索,将一根长为L,重为G的均匀木棒,有的木棒伸出桌子边缘,用竖直向下的力F0压木棒的一端,当F0=     时,木棒刚好会被翘起。
答案
(1)是;水平位置平衡;(2)一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律;不变;(3)左;1.5G。

解析
(1)杠杆保持静止,此时杠杆是处于静止状态,达到平衡;实验时为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响,且便于直接从杠杆上读出力臂的大小,应将杠杆调到水平位置平衡;
(2)只有一次实验得出杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。这种结论很具有偶然性,不合理;要进行多次实验,总结杠杆平衡条件。
力臂等于支点到力的作用线的距离,竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图c所示,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,钩码对杠杆拉力的力臂也变小,但是根据三角形的相似性,动力臂和阻力臂的比值是不变的,所以拉力大小不变;
(3)设一个钩码重为G,杠杆一个格的长度为L,杠杆在水平位置平衡后,如果将两边钩码同时向远离支点方向移动相同的距离后,
左端力与力臂的乘积为3G×5L=15GL,
右端力与力臂的乘积为2G×7L=14GL,左端下沉;
为了木棒刚好会被翘起,此时杠杆的支点是桌子边缘,根据杠杆的平衡条件可知,
F0•L=G•(L﹣L),
解得F0=1.5G。
答案为:(1)是;水平位置平衡;(2)一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律;不变;(3)左;1.5G。

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