Question

小明、小亮和小敏在實驗室分別做三個小實驗，實驗過程中，他們分別遇到了不同的困惑，有些困惑，他們通過交流已經提出了解決方案，但還需要聽聽你的意見；有些困惑，需要你幫助解決．
（1）小明的實驗是“探究杠桿的平衡條件”，他在完成教材中的探究任務后，又多加了一個彈簧測力計繼續進行探究．他的困惑是：在圖所示杠桿已經平衡的情況下，不知道怎樣測彈簧拉力的力臂．請你在圖中幫小明作出彈簧拉力F對支點O的力臂．
（2）小亮的實驗是“探究同種物質的質量與體積的關系”，他選擇了三個體積不同，質量分別為89g、178g、356g的實心銅塊做實驗．實驗中，他用每次都盛有30cm3水的量筒分別測出了三個銅塊的體積，并將數據記錄在了自己設計的表格中．

	質量m/g	體積V/cm3	比值（m/V）/（g/cm3）
銅塊1	89	10
銅塊2	178	20
銅塊3	356	70

小亮在計算質量與體積的比值（ m/V）時，發現其中的一個數據測量有錯誤，這個數據應該是______（填該數據的數字和它的單位）．
小亮的困惑是：不清楚這個錯誤是怎樣產生的．
請你幫小亮指出該錯誤產生的原因：______．
（3）小敏的實驗是“探究凸透鏡成像的特點”．她的困惑是：不知道實驗室準備的凸透鏡的焦距．小亮給他提供的解決方案是：根據圖所示的設計方案圖進行實驗．測出焦距．你的意見：小亮的“方案”是______（填“可行”或“不可行”）的．

A．如果“方案”可行，請你對利用該“方案”測量焦距的具體操作提出一條注意事項：______
B．如果“方案”不可行，請提出你的解決方案：______．
（說明：若你認為“方案”可行，則選A解答，若你認為“方案”不可行，則選B解答）

Answer 1

【答案】分析：（1）杠桿在水平位置平衡后，鉤碼重力的方向是豎直向下，力臂正好等于支點到力的作用點的距離，可以從杠桿上直接測出；當測力計的拉力方向傾斜時，依據力臂的定義畫出支點到力的作用線的距離，即為測力計拉力的力臂．
（2）根據表中數據計算m/V的值，然后比較分析結果，比值與其它值不同的，就存在問題．然后分析這個數據與實際值之間的大小關系．
（3）凸透鏡的焦距就是指焦點到凸透鏡的光心的距離，所以利用凸透鏡可把平行光會聚為焦點來測量．凸透鏡焦點必須是平行于透鏡主光軸光線的會聚點．
解答：解：（1）如圖支點O到力的作用線的距離，即為測力計拉力F的力臂：
（2）根據表中數據計算質量與體積的比值，填入下面的表格中：

	質量m/g	體積V/cm3	比值（m/V）/（g/cm3）
銅塊1	89	10	8.9
銅塊2	178	20	8.9
銅塊3	356	70	5.1

分析結果，銅塊3的比值與其它值不同，偏小了，表明體積70cm³是錯誤的，比實際值偏大，可能是沒有用浸入銅塊后水和銅塊的總體積減去最初水的體積造成的．
（3）由圖可知是利用凸透鏡可把平行光會聚為焦點來測量的，而凸透鏡的焦距就是指焦點到凸透鏡的光心的距離，所以此方案可行．但必須注意，凸透鏡焦點是平行于透鏡主光軸光線的會聚點，實驗時要讓平行光線盡量與透鏡的主光軸平行才行．
  若認為方案不可行，提出的解決方案必須簡單明了、合情合理也可．
故答案為：（2）70cm³、沒有用浸入銅塊后水和銅塊的總體積減去最初水的體積；（3）可行、實驗時要讓平行光線盡量與透鏡的主光軸平行．
點評：本題考查了物理的三個不同類型的基礎實驗：力臂的畫法、密度實驗過程和數據的分析、利用了凸透鏡的會聚作用來測量焦距．