【题目】小梦用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验.
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向________(左/右)移动.
(2)小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图乙所示,他这样做的最终目的是(____)
A.便于直接读出拉力的大小B.便于提供不同方向的拉力
C.便于正确认识力臂D.便于测量力臂的大小
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(3)小阳用如图乙所示的实验装置,在探究杠杆平衡条件的过程中,发现在阻力与阻力臂保持不变的条件下,当杠杆平衡时动力和动力臂之间有一定的关系.为了研究此关系,他进行了一系列的实验,并记录了如下表所示的实验数据,请对表中数据进行分析、归纳出动力F1跟动力臂L1的关系__________
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当杠杆平衡时,在阻力和阻力臂保持不变的条件下,动力和动力臂成反比
(4)如图丙所示,在刻度线“2”处挂2个钩码.在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1,将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数为F2,则F2______(>/=/<)F1。
(5)得到实验结论后,利用图丙所示的装置,只借助杠杆上的刻度线,右侧只使用弹簧测力计,左侧只悬挂重物,若弹簧测力计的量程是0~2.5N,当杠杆在水平位置平衡时,通过计算可知,悬挂的重物最重可达________N.
【答案】 右 C 当杠杆平衡时,在阻力和阻力臂保持不变的条件下,动力和动力臂成反比 > 12.5
【解析】(1)杠杆重心右移应将平衡螺母向右调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;(2)从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上可以直接读出,当用弹簧测力计拉,若弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化,相应变短,根据杠杆的平衡条件,力会相应增大,才能使杠杆仍保持平衡,这样做实验可以改变拉力的方向便于正确认识力臂,故C正确。(3)分析数据:1N×0.3m=0.3Nm;1.2N×0.25m=0.3Nm;2N×0.15m=0.3Nm;3N×0.1m=0.3Nm; 5N×0.06m=0.3Nm;6N×0.05m=0.3Nm;可知:F1L1的乘积为0.3Nm,始终不变,故可得出其关系为:当杠杆平衡时,在阻力和阻力臂保持不变的条件下,动力和动力臂成反比(4)将弹簧测力计斜向左拉, 拉力的力臂变短,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,杠杆在水平位时平衡时,拉力变大,所以,F2>F1. (5)设杠杆上的一个刻度为L,重物的重力为G,根据杠杆的平衡条件可得:G×L=2.5N×5L,解得,G=12.5N.