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初中物理

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    一位同学在已调好的天平左盘放二枚铁钉,右盘放5粒铁珠或4只螺帽时天平恰好平衡,当左盘放4粒铁珠,右盘放3只螺帽再加1g砝码时,天平也平衡,求每个铁钉、铁珠、螺帽的质量.
    本题信息:物理问答题难度一般 来源:未知
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本试题 “一位同学在已调好的天平左盘放二枚铁钉,右盘放5粒铁珠或4只螺帽时天平恰好平衡,当左盘放4粒铁珠,右盘放3只螺帽再加1g砝码时,天平也平衡,求每个铁钉、铁...” 主要考查您对

累积法测量微小质量

杠杆的平衡条件

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  • 累积法测量微小质量
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积累法:
要测一个小物体的质量,由于受天平感量的限制,不能准确测量时,采用累积法,即测出几个相同小物体的质量,则每个小物体的质量就等于物体的总质量除以物体的个数。其思路为:“聚少成多,测多算少”。

累积法测微小物体的质量:
    微小物体的称量用“称多算少”方法,即取n个小物体称出其质量M,则每个小物体质量m=

 例为了测量一张邮票的质量,小东设计了以下几种方案,其中可行的是(    )
A.用天平直接测一张邮票的质量
B.用天平测10张相同邮票的质量,再将结果除以10
C.用天平测出一张邮票和一个砝码的总质量,再减去一个砝码的质量
D.用天平测出l00张相同邮票的质量,再将结果除以100

解析:因为天平的感量(天平的最小测量值)是天平测量质量时的最小允许值。如果被测物体的质量小于天平的感量,将无法用天平测物体的质量。因为一张邮票的质量远小于天平的感量,所以答案A是错误的:通过测10张相同邮票的质量来求单张邮票的质量时,尽管考虑到了累积法,但南于累积的结果仍然小于天平的感量,所以答案B也是不可行的。如果用天平测一张邮票和一个砝码的总质量,用减差法实际上也测不出来,因为一张邮票的质量和一个砝码的质量相差太大,而且一一张邮票的质量在天平上根本没有反映,所以答案C也不可行。取100张邮票时,它们的总质量可以达到天平测量的最小值。这样用求平均值的办法就可以算出一张邮票的质量了。正确答案应选D。

答案D


杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂。

在杠杆平衡时,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之几。


利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题,一般遵循以下步骤:
(1)确定杠杆支点的位置。
(2)分清杠杆受到的动力和阻力,明确其大小和方向,并尽可能地作出力的示意图。
(3)确定每个力的力臂。
(4)根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。

例:如图所示,AOB为一机械设备的简化示意图,我们可以把它看成杠杆(自重不计),已知AO= 2OB。固定D点,使OB处于水平位置,此时B端挂一重为40N的物体,要使杠杆不发生转动,至少需在A端施加F=____N的力,在图上画出此时力F的方向。

解析:要想得到施加在A点的最小力,就要找到最大力臂,由图可知,最大力臂应是OA,故过A点作们的垂线,方向斜向下即为最小力。据杠杆平衡条件得:F·OA=G·OB,代入数值为F×2OB=40N×OB,解方程得F=20N。
答案:20   力F的方向如图


实验法探究杠杆平衡条件:
    实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置上平衡,目的是使杠杆的重心落在支点上,从而消除杠杆的重力对平衡的影响。当杠杆水平平衡时,O点距悬挂钩码处的距离便是力臂,而且可用杠杆上的“格数”代替力臂大小。

例:我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验没有挂钩码时,若杠杆左端下倾,则应将右端的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。实验前使杠杆水平平衡的目的是____.
(2)实验中,用图所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式(    )
A.一个人无法独立操作
B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合
D.力和力臂数目过多
(3)图中,不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置,保持左侧第____格的钩码不动,将左侧另外两个钩码改挂到它的下方,杠杆仍可以水平平衡。

解析:(1)实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡,目的是方便地测量力臂。调节方法是将平衡螺母向杠杆偏高的一端调,即哪端轻向哪端调。
(2)探究杠杆平衡条件时,用的力和力臂数目过多,每个力都会给杠杆转动带来影响,给探究过程带来麻烦。
(3)根据杠杆平衡条件,即,所以l1=2(格)。

答案:(1)右方便地测量力臂(2)D(3)2

利用杠杆平衡条件求最小力的方法:
    由公式可知,当阻力、阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。当动力臂最长时,动力最小。要求最小动力,必须先画出最大动力臂。
1.寻找最大动力臂的方法
(1)当动力作用点确定后,支点到动力作用点的线段即为最大动力臂;
(2)动力作用点没有规定时,应看杠杆上哪一点离支点最远,则这一点到支点的距离即为最大动力臂。
2.作最小动力的方法
(1)找到最大动力臂后,过作用点作动力臂的垂线;
(2)根据实际,动力能使杠杆沿阻力作用的反方向转动,从而确定动力的方向。



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