问题标题:
小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中,(1)杠杆平衡后,小明在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上___个钩码,使杠杆在水平位置平衡.(2)如果再在A、B两处各加挂一个钩码
问题描述:
小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中,
(1)杠杆平衡后,小明在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上___个钩码,使杠杆在水平位置平衡.
(2)如果再在A、B两处各加挂一个钩码,杠杆的___(选填“左”或“右”)端将会下沉.此后,小红又经过多次实验,得出的杠杆的平衡条件是___.
(3)他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉,若每个钩码重1N.当杠杆在水平位置平衡时,测力计的示数将___(选填“大于”、“等于”或“小于”)1N.理由是___.
(4)实验中,用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式.这主要是因为该种方式___.
A.一个人无法独立操作
B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合
D.力和力臂数目过多
(5)有的同学按现有方案得出如下结论:“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”.这个结论与杠杆平衡条件不符,原因是实验过程中___.
A.没有改变力的大小
B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点
D.实验次数较少,结论具有偶然性.
宋之毅回答:
(1)杠杆只有在水平位置平衡时,杠杆本身才与竖直方向下的重力方向垂直,此时的力臂正好在杠杆上,测量起来非常方便,同时,杠杆自身重力作用线过支点,还可以消除杠杆重力对杠杆平衡的影响;
设每只钩码的重力G,杠杆每一格的长度为L,
由杠杆的平衡条件可得2G×2L=nG×L,解得n=4,所以应在杠杆b处应挂的钩码数是4个;
(2)各增加一个钩码后,左侧:(2+1)G×2L=6GL,
右侧:(4+1)G×L=5GL,
左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积,左侧下沉;
杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
(3)当弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下拉时,测力计拉力的力臂小于4格,即L1<4L,根据杠杆平衡条件得2N×2L=F×L1,即F=2N×2LL
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