问题标题:
【某小组探究杠杆平衡条件的实验中发现,当动力臂或阻力臂发生变化时,使杠杆平衡的动力大小就要随之改变,他们为了知道使杠杆平衡的动力大小与两个力臂大小之间的关系,他们在已调】
问题描述:
某小组探究杠杆平衡条件的实验中发现,当动力臂或阻力臂发生变化时,使杠杆平衡的动力大小就要随之改变,他们为了知道使杠杆平衡的动力大小与两个力臂大小之间的关系,他们在已调水平平衡的杠杆左端悬挂等重的钩码如图所示,将钩码对杠杆的作用力定为阻力F2,在支点另一侧通过悬挂钩码施加动力F1,调节动力臂l1及阻力臂l2大小使杠杆在水平位置平衡,并将实验数据记录在表一、表二中.
表一:
1 | 6 | 10 | 4 | 15 |
2 | 6 | 10 | 6 | 10 |
3 | 6 | 10 | 10 | 6 |
4 | 6 | 8 | 4 | 12 |
5 | 6 | 12 | 6 | 12 |
6 | 6 | 20 | 10 | 12 |
7 | 6 | 8 | 5 | 12 |
8 | 6 | 12 | 8 | 12 |
9 | 6 | 20 | 11 | 12 |
(2)分析比较实验序号___的数据中动力F1与阻力臂L2变化的关系可以归纳得出的初步结论是:使杠杆在水平位置平衡,___,动力大小与阻力臂成正比.
(3)小明为了验证第(2)题中的结论,用已调节好的弹簧测力计代替钩码在支点的左侧对杠杆施加动力,当杠杆在水平位置平衡时得到的实验数据如表三,他发现这组实验数据无法验证上述结论,你认为他的实验中可能存在的问题是:___.
(4)进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可归纳得出初步结论:
(a)分析比较1与4、2与5、3与6的数据可初步归纳得到:使杠杆在水平位置平衡,阻力相同时,___,动力大小相同.
(b)分析比较1、2、3或4、5、6中的数据可初步归纳得到:使杠杆在水平位置平衡,___,动力越大.
刘旭玲回答:
(1)析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件,可以发现,阻力和阻力臂都不变,动力和动力臂发生变化,说明这是在研究动力的大小与动力臂的关系,分析表格数据可得结论:使杠杆在水平位置平衡,当阻力、阻力臂大小相同时,动力大小于动力臂成反比;
(2)由于探究的是动力大小与阻力臂成反比,就需要控制阻力、动力臂不变,分析实验表格可得序号为4、5、6;
(3)对比表二可得,阻力、阻力臂、动力臂都不变,动力增大,根据杠杆平衡条件,杠杆不会平衡,弹簧测力计读数没有问题的话,就是动力臂测大了,存在的问题可能是弹簧测力计没有沿竖直方向向上拉杠杆;
(4)分析实验数据,(a)1与4、2与5、3与6,使杠杆在水平位置平衡,阻力相同时,阻力臂与动力臂比值相同时,动力大小相同;
(b)1、2、3或4、5、6中的数据,可知使杠杆在水平位置平衡,阻力相同时,阻力臂与动力臂的比值越大,动力越大.
故答案为:(1)动力臂、与动力臂成反比;(2)4、5、6;当阻力、动力臂大小相同时;(3)弹簧测力计没有沿竖直方向向上拉杠杆;(4)(a)阻力臂与动力臂的比值相同时;(b)当阻力相同时,阻力臂与动力臂的比值越大.
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