用細線拴住一端粗、一端細的實心蘿卜并懸掛起來,靜止后蘿卜的軸線水平,如圖1所示;在拴線處沿豎直方向將蘿卜切成A、B兩段.A、B哪段重些呢?甲、乙、丙三個同學提出各自的猜想:
甲:A較重;
乙:B較重;
丙:A、B一樣重.
(1)請設計一個簡單實驗,判斷A、B的輕重.
(2)為進一步研究類似A、B輕重的問題,某同學在一根有等間距刻度的均勻杠桿兩側掛上每個質量都相等的鉤碼進行實驗.杠桿靜止于水平狀態的三次實驗情境如圖2所示.
①據圖2的實驗,可以判斷______同學的猜想是正確的(填“甲”、“乙”或“丙”)
②根據圖2的實驗,該同學得出結論:
只要滿足“阻力×阻力作用點到支點的距離=動力×動力作用點到支點的距離”,杠桿就能平衡
a.這個結論______(填“正確”或“不正確”).
b.請用圖3所示的裝置進行實驗,寫出實驗步驟,說明該結論是否正確.
解:(1)將天平調節平衡,把A、B兩段蘿卜分別放入天平的左右兩盤中,天平的指針向哪邊偏轉,哪段蘿卜就重;
(2)①三幅圖中左邊鉤碼個數和力臂都不變,但右邊隨著鉤碼個數的減少,力臂在變大.可得重力越大,其力臂越小.即甲同學猜想正確;
②實驗時應將彈簧測力計鉤在杠桿右側的不同位置沿傾斜方向拉,使杠桿在水平位置平衡,會發現:“阻力×阻力作用點到支點的距離≠動力×動力作用點到支點的距離”可判斷這個結論錯誤.
故答案為:(1)將天平調節平衡,把A、B兩段蘿卜分別放入天平的左右兩盤中,天平的指針向哪邊偏轉,哪段蘿卜就重;
(2)①甲;②a、不正確;b、步驟:①將測力計斜拉,杠桿平衡讀出示數;②讀出動力、阻力、動力作用點和阻力作用點到支點的距離;③根據F1×L1=F2×L2,計算可知結論不正確.
(1)可用天平來判斷A、B兩段蘿卜哪段重些.將這兩段蘿卜放入天平兩個盤中,天平指針偏向的一邊的蘿卜重些;
(2)①從三幅中可看出,當鉤碼的個數越少時,其力臂就越長.由杠桿的平衡條件可得甲同學的猜想是正確的;
③杠桿的平衡條件:動力×知道到動力作用線的距離=阻力×支點到阻力作用線的距離,
所以此結論是錯誤的,讓拉力的方向不沿豎直方向而是傾斜時,根據其讀數及構碼重和各自作用點到支點的距離關系便可證明此結論是錯誤的.
點評:此題主要考查學生對于杠桿平衡條件的理解,解題的關鍵是理解力臂的概念,它是指從支點到力的作用線的距離.
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