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小华、小明两位同学通过实验探究杠杆平衡的条件,所用实验器材有杠杆、弹簧测力计、钩码和支架等.他们分别在已调水平平衡的杠杆上施加动力F1、阻力F2并使杠杆在水平位置平衡

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解决时间 2021-01-02 03:38
小华、小明两位同学通过实验探究杠杆平衡的条件,所用实验器材有杠杆、弹簧测力计、钩码和支架等.他们分别在已调水平平衡的杠杆上施加动力F1、阻力F2并使杠杆在水平位置平衡,记录动力臂l1及阻力臂l2,小华、小明的操作情况分别如图(a)、(b)所示,表一、表二为他们记录的实验数据.
表一:小华同学 实验序号F1(牛)l1(厘米)F2(牛)l2(厘米)118812366332882表二:小明同学
实验序号F1(牛)l1(厘米)F2(牛)l2(厘米)4184252844645210分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件,小华得出结论:杠杆平衡的条件是F1+l1=F2+l2.
(1)请判断:小华的结论是______的(选填“正确”或“错误”),依据是:______
(2)分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件,小华又得出结论:杠杆平衡的条件是“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”,从实验的角度分析,小华的问题是:______;请你提出实验的改进措施,帮助小华得出正确的结论.你的措施是______
(3)改进实验后,进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可归纳得出结论:杠杆平衡的条件是______.
最佳答案
解:(1)动力是力,动力臂是长度,两个物理量不同,不能相加,所以小华的实验结论是错误的.
(2)杠杆在水平位置平衡,并且动力和阻力垂直作用在杠杆上,此时动力臂和阻力臂都在杠杆上,“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”成立.当动力和阻力不垂直作用在杠杆上,动力臂和阻力臂小于支点和作用点之间的距离,“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”不成立,为了使实验具有普遍性,把实验进行改进:去掉一侧的钩码,改用弹簧测力计沿不同方向拉.
(3)改进实验后,进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可归纳得出结论:杠杆平衡的条件是F1L1=F2L2.
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