【題目】某小組同學(xué)在學(xué)習(xí)了支點(diǎn)、動力和阻力的概念后,想研究用杠桿上同一點(diǎn)C提起重物,能夠提起重物重力的大小與哪些因素有關(guān),他們用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),用鉤碼代替重物懸掛在杠桿的C點(diǎn)(每只鉤碼重0.5牛),用測力計對杠桿施加向上的動力F,每次都將杠桿拉到水平位置保持靜止,然后將圖(a)、(b)和(c)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別記錄在表一、表二和表三中。

表一(動力F=1牛)

實(shí)驗(yàn)序號

支點(diǎn)到力F作用點(diǎn)的距離d(厘米)

鉤碼重(牛)

1

40

2.0

2

30

1.5

3

10

0.5

表二(d=40厘米)

實(shí)驗(yàn)序號

動力F(牛)

鉤碼重(牛)

4

0.5

1.0

5

1.0

2.0

6

1.5

3.0

表三(動力F=1牛)

實(shí)驗(yàn)序號

動力方向θ(度)

鉤碼重(牛)

7

左偏60

1.0

8

左偏40

1.5

9

豎直向上

2.0

10

右偏40

1.5

11

右偏60

1.0

①分析比較表一的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件可知:該小組同學(xué)想利用圖(a)的實(shí)驗(yàn)裝置研究杠桿上同一點(diǎn)C提起物體的重力大小與__________的關(guān)系。

②分析比較表二的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件可得到的初步結(jié)論是:用杠桿上同一點(diǎn)C提起重物,當(dāng)杠桿平衡時,動力F的方向和d的大小不變,________。

③分析比較表三中第二列和第三列的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件發(fā)現(xiàn):當(dāng)動力Fd的大小不變時,杠桿上同一點(diǎn)C提起物體的重力大小與動力F的方向_______有關(guān)(選填一定不一定)。

④學(xué)們在老師的指導(dǎo)下,重復(fù)了圖(c)的實(shí)驗(yàn),測量了支點(diǎn)到動力F作用線的垂直距離L,并將測量結(jié)果填寫在表三中的最后一列,最后他們進(jìn)一步綜合分析實(shí)驗(yàn)序號1、59(或2、68、104、711)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,歸納得出的結(jié)論是:____,能夠提起重物的重力大小相同。

【答案】支點(diǎn)到力F作用點(diǎn)的距離 物體重力與動力F成正比 不一定 用杠桿上同一點(diǎn)C提起重物時,動力F與支點(diǎn)到動力F作用線的垂直距離L乘積相同

【解析】

[1]分析比較表一的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件可知:控制支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)C的距離不變和動力大。1N)不變,改變支點(diǎn)到力F作用點(diǎn)的距離d,記錄杠桿平衡時提起鉤碼重力的大;所以,該小組同學(xué)想利用圖(a)的實(shí)驗(yàn)裝置研究杠桿上同一點(diǎn)C提起物體的重力大小與支點(diǎn)到動力作用點(diǎn)的距離的關(guān)系。

[2]由表二可知,控制動力F的方向不變和支點(diǎn)到力F作用點(diǎn)的距離d不變及支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離不變,改變阻力的大小,記錄杠桿平衡時動力的大小,可知動力大小變?yōu)樵瓉淼膸妆,提起的物體重就是原來的幾倍,即杠桿上同一點(diǎn)C提起物體的重力的大小與動力F成正比;

[3]對比表三實(shí)驗(yàn)序號810可發(fā)現(xiàn),雖然動力的方向不同,但杠桿上同一點(diǎn)C提起物體的重力大小卻相同,故分析比較表三中第二列和第三列的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,得出的結(jié)論是:當(dāng)動力Fd的大小不變時,杠桿上同一點(diǎn)C提起物體的重力大小與動力F的方向不一定有關(guān);

[4]分析實(shí)驗(yàn)序號1、59(或2、6、8、104、7、11)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,可以得到結(jié)論:用杠桿上同一點(diǎn)C提起重物時,動力F與支點(diǎn)到動力F作用線的垂直距離L乘積相同,能夠提起重物的重力大小相同。

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