【題目】(6分)如圖所示,一根質(zhì)量分布均勻的木棒,質(zhì)量為m,長度為L,豎直懸掛在轉(zhuǎn)軸O處。在木棒最下端用一方向始終水平向右的拉力F緩慢將木棒拉動到豎直方向夾角為θ的位置(轉(zhuǎn)軸處摩擦不計(jì))。問:

(1)在答題紙上畫出θ=60°時(shí)拉力F的力臂L1,并計(jì)算力臂的大小。

(2)木棒的重力作用點(diǎn)在其長度二分之一處,隨拉開角度θ的增加,拉力F將如何變化?

并推導(dǎo)拉力F與角度θ的關(guān)系式。

【答案】(1)1/2L (2)F=1/2mgtanθ 當(dāng)0<θ<90°時(shí),tanθ隨θ的增大而增大。

【解析】

試題分析:(1)θ=60°時(shí)拉力F的力臂L1 =Lcosθ=Lcos60°=L/2 ;

(2)由杠桿平衡得: FL1=GL2,L2= Lsinθ/2

即FLcosθ=G Lsinθ/2

F= mgtanθ/2

當(dāng)0<θ<90°時(shí),tanθ隨θ的增大而增大,拉力F也隨之增大。

【考點(diǎn)定向】杠桿平衡條件的應(yīng)用

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猜想一:滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān);

猜想二:滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)。

為了驗(yàn)證猜想,準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材:一個(gè)帶掛鉤的木塊(重6N)、兩個(gè)砝碼(每個(gè)重5N)、一塊長木板和一個(gè)彈簧測力計(jì)。所用實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

在驗(yàn)證猜想一時(shí),用彈簧測力計(jì)水平拉動木塊,使它沿水平木板做勻速直線運(yùn)動,讀取彈簧測力計(jì)的示數(shù);在木塊上分別放置一個(gè)和兩個(gè)砝碼,按上述操作再做兩次實(shí)驗(yàn),得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

壓力/N

測力計(jì)的示數(shù)/N

滑動摩擦力/N

1

6

1.8

2

11

3.3

3

16

4.8

(1)請將表中空格部分填寫完整;

(2)結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程分析表中數(shù)據(jù),得出的結(jié)論是 ;

(3)為了驗(yàn)證猜想二,還需增加的實(shí)驗(yàn)器材: 。

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(2)在凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)測量物距和像距的過程中,( )(選填物距或像距)的測量誤差較大,原因是( )。

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