用細(xì)線拴住一端粗、一端細(xì)的實(shí)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?qū)⑻}卜切成A、B兩段.A、B哪段重些呢?甲、乙、丙三個同學(xué)提出各自的猜想:
甲:A較重;
乙:B較重;
丙:A、B一樣重.
(1)請?jiān)O(shè)計(jì)一個簡單實(shí)驗(yàn),判斷A、B的輕重.
(2)為進(jìn)一步研究類似A、B輕重的問題,某同學(xué)在一根有等間距刻度的均勻杠桿兩側(cè)掛上每個質(zhì)量都相等的鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn).杠桿靜止于水平狀態(tài)的三次實(shí)驗(yàn)情境如圖2所示.
①據(jù)圖2的實(shí)驗(yàn),可以判斷______同學(xué)的猜想是正確的(填“甲”、“乙”或“丙”)
②根據(jù)圖2的實(shí)驗(yàn),該同學(xué)得出結(jié)論:
只要滿足“阻力×阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離=動力×動力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離”,杠桿就能平衡
a.這個結(jié)論______(填“正確”或“不正確”).
b.請用圖3所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),寫出實(shí)驗(yàn)步驟,說明該結(jié)論是否正確.
解:(1)將天平調(diào)節(jié)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(zhuǎn),哪段蘿卜就重;
(2)①三幅圖中左邊鉤碼個數(shù)和力臂都不變,但右邊隨著鉤碼個數(shù)的減少,力臂在變大.可得重力越大,其力臂越?。醇淄瑢W(xué)猜想正確;
②實(shí)驗(yàn)時應(yīng)將彈簧測力計(jì)鉤在杠桿右側(cè)的不同位置沿傾斜方向拉,使杠桿在水平位置平衡,會發(fā)現(xiàn):“阻力×阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離≠動力×動力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離”可判斷這個結(jié)論錯誤.
故答案為:(1)將天平調(diào)節(jié)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(zhuǎn),哪段蘿卜就重;
(2)①甲;②a、不正確;b、步驟:①將測力計(jì)斜拉,杠桿平衡讀出示數(shù);②讀出動力、阻力、動力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離;③根據(jù)F1×L1=F2×L2,計(jì)算可知結(jié)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(dāng)鉤碼的個數(shù)越少時,其力臂就越長.由杠桿的平衡條件可得甲同學(xué)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(diǎn)到阻力作用線的距離,
所以此結(jié)論是錯誤的,讓拉力的方向不沿豎直方向而是傾斜時,根據(jù)其讀數(shù)及構(gòu)碼重和各自作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離關(guān)系便可證明此結(jié)論是錯誤的.
點(diǎn)評:此題主要考查學(xué)生對于杠桿平衡條件的理解,解題的關(guān)鍵是理解力臂的概念,它是指從支點(diǎn)到力的作用線的距離.
高考物理16大解題技巧:比如“所有平拋運(yùn)動和類平拋運(yùn)動的問題只要抓住兩種量三角形就可以很好的解決”;“所有的圓周運(yùn)動的關(guān)鍵在于尋找向心力的來源”;“所有萬有引力問題的解決方法主要是兩大思路”;“恒定電路中的所有基本知識都可以歸結(jié)為一個U-I圖像”;“所有力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)是紙帶問題”;“紙帶問題的關(guān)鍵點(diǎn)只有兩點(diǎn):求加速度和求某一點(diǎn)的速度”;“電學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于兩大問題:電路選擇(分壓式和限流式)、器材選擇”等等。