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小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量均为50g的钩码若干个.(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时

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解决时间 2021-12-25 18:25
小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量均为50g的钩码若干个.
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉.此时,应把杠杆两端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,保持______并静止,达到平衡状态.这样做的好处是:便于在杠杆上直接测量______.
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A处挂4个钩码(如图甲所示),在B处挂______钩码杠杆恰好在原位置平衡.
(3)如图乙所示,为了探究作用力在支点同侧杠杆平衡时的规律,小明用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计示数为______N时,杠杆再次水平平衡.当弹簧测力计逐渐向左倾斜时,要使杠杆仍然在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力F将______(填“变大”、“不变”或“变小”),原因是______.
(4)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用图丙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原因是:______.
最佳答案
解:(1)杠杆右端下沉,为了使它在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向左调节;使杠杆在水平位置平衡的目的有两个:一是避免杠杆重力对杠杆转动的影响;二是便于测量力臂的长度;
(2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,
图甲中,由杠杆平衡条件得,4G×3L=nG×2L,
所以n=6(个),所以应在杠杆左边B处挂6个相同的钩码;
(3)四个钩码的总质量m=4×50g=200g=0.2kg,总重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,设杠杆的一个小格为L,
由杠杆平衡条件得,2N×3L=F1×4L,
所以F1=1.5N;
图乙中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OC,弹簧测力计逐渐向左倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于OC,拉力力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大;
(4)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大.
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