Question

小明、小亮和小敏在实验室分别做三个小实验，实验过程中，他们分别遇到了不同的困惑，有些困惑，他们通过交流已经提出了解决方案，但还需要听听你的意见；有些困惑，需要你帮助解决．
（1）小明的实验是“探究杠杆的平衡条件”，他在完成教材中的探究任务后，又多加了一个弹簧测力计继续进行探究．他的困惑是：在图所示杠杆已经平衡的情况下，不知道怎样测弹簧拉力的力臂．请你在图中帮小明作出弹簧拉力F对支点O的力臂．
（2）小亮的实验是“探究同种物质的质量与体积的关系”，他选择了三个体积不同，质量分别为89g、178g、356g的实心铜块做实验．实验中，他用每次都盛有30cm3水的量筒分别测出了三个铜块的体积，并将数据记录在了自己设计的表格中．

	质量m/g	体积V/cm3	比值（m/V）/（g/cm3）
铜块1	89	10
铜块2	178	20
铜块3	356	70

小亮在计算质量与体积的比值（ m/V）时，发现其中的一个数据测量有错误，这个数据应该是______（填该数据的数字和它的单位）．
小亮的困惑是：不清楚这个错误是怎样产生的．
请你帮小亮指出该错误产生的原因：______．
（3）小敏的实验是“探究凸透镜成像的特点”．她的困惑是：不知道实验室准备的凸透镜的焦距．小亮给他提供的解决方案是：根据图所示的设计方案图进行实验．测出焦距．你的意见：小亮的“方案”是______（填“可行”或“不可行”）的．

A．如果“方案”可行，请你对利用该“方案”测量焦距的具体操作提出一条注意事项：______
B．如果“方案”不可行，请提出你的解决方案：______．
（说明：若你认为“方案”可行，则选A解答，若你认为“方案”不可行，则选B解答）

Answer 1

【答案】分析：（1）杠杆在水平位置平衡后，钩码重力的方向是竖直向下，力臂正好等于支点到力的作用点的距离，可以从杠杆上直接测出；当测力计的拉力方向倾斜时，依据力臂的定义画出支点到力的作用线的距离，即为测力计拉力的力臂．
（2）根据表中数据计算m/V的值，然后比较分析结果，比值与其它值不同的，就存在问题．然后分析这个数据与实际值之间的大小关系．
（3）凸透镜的焦距就是指焦点到凸透镜的光心的距离，所以利用凸透镜可把平行光会聚为焦点来测量．凸透镜焦点必须是平行于透镜主光轴光线的会聚点．
解答：解：（1）如图支点O到力的作用线的距离，即为测力计拉力F的力臂：
（2）根据表中数据计算质量与体积的比值，填入下面的表格中：

	质量m/g	体积V/cm3	比值（m/V）/（g/cm3）
铜块1	89	10	8.9
铜块2	178	20	8.9
铜块3	356	70	5.1

分析结果，铜块3的比值与其它值不同，偏小了，表明体积70cm³是错误的，比实际值偏大，可能是没有用浸入铜块后水和铜块的总体积减去最初水的体积造成的．
（3）由图可知是利用凸透镜可把平行光会聚为焦点来测量的，而凸透镜的焦距就是指焦点到凸透镜的光心的距离，所以此方案可行．但必须注意，凸透镜焦点是平行于透镜主光轴光线的会聚点，实验时要让平行光线尽量与透镜的主光轴平行才行．
  若认为方案不可行，提出的解决方案必须简单明了、合情合理也可．
故答案为：（2）70cm³、没有用浸入铜块后水和铜块的总体积减去最初水的体积；（3）可行、实验时要让平行光线尽量与透镜的主光轴平行．
点评：本题考查了物理的三个不同类型的基础实验：力臂的画法、密度实验过程和数据的分析、利用了凸透镜的会聚作用来测量焦距．