Question

【題目】小明在探究杠桿平衡條件的實驗中，所用杠桿質量分布均勻，每個鉤碼質量均為50g．

（1）實驗前沒有掛鉤碼時，發現杠桿右端高，要使杠桿在水平位置平衡，應將杠桿左端的螺母向_____調節．調節平衡后，如圖甲所示，在杠桿的左邊A處掛四個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，應在杠桿右端B處掛同樣的鉤碼_____個．若將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時向支點O靠近1格，那么杠桿_____（選填“左”或“右”）端將會下沉．

（2）實驗中小明發現用圖乙所示的方式懸掛鉤碼，杠桿也能在水平位置平衡，但老師建議不宜采用這種方式，其主要原因為_____．

A．一個人無法獨立操作 B．不方便測量力臂

C．力和力臂數目過多，不易得出結論 D．杠桿受力不平衡

（3）完成實驗后小明突發奇想，想利用該杠桿（重心始終位于O點）制作一個可以直接測量質量的“桿秤”．

①如圖丙所示，以杠桿上的A點為支點，當在C位置掛3個鉤碼，杠桿在水平位置剛好平衡，則該杠桿的質量_____g．然后小明將C位置的3個鉤碼取下，掛到右側作為“秤砣”．

②為了將該“桿秤”的零刻度線標在A位置處，小明應在圖丙C位置處裝配一質量為_____g的吊盤．

③接著小明在圖丁的D位置標記上該“桿秤”能測的最大質量_____g，并將其它質量數均勻標記在AD之間的刻度線上，完成“桿秤”的制作．

④小紅用小明制作好的“桿秤”測一物體的質量，不留意只將兩個鉤碼作為“秤砣”來使用，則小紅的測量結果會_____（選填“偏小”、“依然準確”或“偏大”）．

Answer 1

【答案】右 3 右 C 100 150 600 偏大

【解析】

(1)[1]杠桿右高，應將杠桿向右端調節，使杠桿在水平位置平衡；

[2]設杠桿的分度值為L，一個鉤碼的重為G，根據杠桿平衡條件F1L1=F2L2得，nG×2L=2G×3L，所以n=3(個)；

[3]將A. B兩點下方所掛的鉤碼同時向支點O靠近1個格，則杠桿左端：F1L1=4G×2L=8GL，杠桿右端：F2L2=3G×3L=9GL，故右端下沉；

(2)[4]實驗中小明的實驗方式要考慮杠桿的重力對實驗的影響，增大了實驗的難度，力和力臂數目過多，不易得出結論，故C正確，ABD錯誤。

(3)①[5]以杠桿上的A點為支點，當在C位置掛3個鉤碼，杠桿在水平位置剛好平衡，設杠桿的質量為m，則：3m鉤碼g2L+mgL=mg4L；解得：m=2m鉤碼=2×50g=100g；

②[6]為了將該“桿秤”的零刻度線標在A位置處，由①可知，小明應在圖丙C位置處裝配的吊盤的質量應等于三個鉤碼的質量，即150g；

③[7]小明在圖丁的D位置掛上3個鉤碼后,設物體的最大質量為m′，由杠桿的平衡條件可知：m′g2L=3m鉤碼g8L，解得：m′=12m鉤碼=12×50g=600g；

④[8]小紅用小明制作好的“桿秤”測一物體的質量，不留意只將兩個鉤碼作為“秤砣”來使用，則秤砣的質量減小，阻力減小，由杠桿的平衡條件可知阻力臂變大，讀數變大。