Question

用圖所示裝置做“研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體平衡條件”的實(shí)驗(yàn)，力矩盤(pán)上各同心圓的間距相等．
（1）在下面實(shí)驗(yàn)操作中，不必要或錯(cuò)誤的是

 

A．掛彈簧秤的橫桿要嚴(yán)格保持水平
B．彈簧秤要緊密接觸盤(pán)面
C．各力矩應(yīng)取得大一些
D．當(dāng)力矩盤(pán)平衡時(shí)，立刻在豎直盤(pán)面上用直尺畫(huà)出各力的作用線
（2）在A、B兩點(diǎn)分別用細(xì)線懸掛鉤碼，M、C兩點(diǎn)用彈簧秤連接后，力矩盤(pán)平衡（如圖所示），已知每個(gè)鉤碼所受的重力為1N，則此時(shí)彈簧秤示數(shù)為

 

N；
（3）有同學(xué)在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)操作完全正確，但發(fā)現(xiàn)順時(shí)針力矩之和與逆時(shí)針力矩之和存在較大差異．經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)讀數(shù)和計(jì)算均無(wú)差錯(cuò)，請(qǐng)指出造成這種差異的一個(gè)可能原因是：

 

．

Answer 1

分析：（1）本實(shí)驗(yàn)的目的是研究力矩盤(pán)平衡時(shí)砝碼的拉力力矩和彈簧拉力力矩的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)的要求是盡量減小力矩盤(pán)的重力、摩擦力等其他力對(duì)力矩盤(pán)的影響．
（2）根據(jù)力矩平衡條件：順時(shí)針力矩之和等于逆時(shí)針力矩之和，列式求解．
（3）考慮誤差來(lái)源時(shí)，要注意實(shí)際情況下摩擦力的力矩是一定存在的．

解答：解：
（1）A、本實(shí)驗(yàn)與橫桿MN是否保持水平無(wú)關(guān)，沒(méi)有必要檢查橫桿MN是否嚴(yán)格保持水平，符合題意，故A正確；
B、彈簧秤要緊密接觸盤(pán)面，這樣彈簧的拉力才與盤(pán)面保持平行，不符合題意，故B錯(cuò)誤；
C、各力矩應(yīng)取得大一些，以減小相對(duì)誤差，不符合題意，故C錯(cuò)誤；
D、實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證力矩平衡條件，必須畫(huà)出各力的力臂，應(yīng)立刻在豎直盤(pán)面上用直尺畫(huà)出各力的作用線，不符合題意，故D錯(cuò)誤；
故選：A．
（2）設(shè)彈簧秤的示數(shù)為F，每個(gè)砝碼的重力為G，轉(zhuǎn)盤(pán)最小的半徑為r．根據(jù)力矩平衡條件：
  3G?3r=F?2r+G?4r
解得：F=2.5G=2.5×1N=2.5N
（3）實(shí)驗(yàn)操作完全正確，發(fā)現(xiàn)順時(shí)針力矩之和與逆時(shí)針力矩之和存在較大差異，可能原因是：轉(zhuǎn)盤(pán)的摩擦力的力矩不為零；
故答案為：
（1）A；
（2）2.5；
（3）轉(zhuǎn)盤(pán)的摩擦力的力矩不為零；

點(diǎn)評(píng)：本題應(yīng)從實(shí)驗(yàn)的目的和要求出發(fā)，分析哪些操作是合理的，培養(yǎng)分析處理實(shí)際問(wèn)題的能力．