Question

【題目】小陽在實(shí)驗(yàn)室利用杠桿測(cè)量一金屬塊的密度。（水的密度為）

（1）用細(xì)線在O點(diǎn)將杠桿懸掛，發(fā)現(xiàn)杠桿如圖甲所示，則應(yīng)將懸掛點(diǎn)O向_______（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡。

（2）杠桿水平平衡后，將金屬塊B掛在杠桿左端C處，另外找一個(gè)重物A掛在杠桿右端，并調(diào)節(jié)位置，使杠桿在水平位置平衡，如圖乙所示，此時(shí)重物A的位置記為E點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出OE的長(zhǎng)度。

（3）向容器內(nèi)加“適量”的水，“適量”指的是_________，再把重物A向_____（選填“左”或“右”）移動(dòng)到D處時(shí)，杠桿再次在水平位置平衡，用刻度尺測(cè)出OD的長(zhǎng)度。

（4）金屬塊B的密度的表達(dá)式是：________。

（拓展）①小陽在做實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，B處持一重物G．在杠桿上施加最小動(dòng)力F，使杠桿在圖丙位置平衡，請(qǐng)你在圖中畫出這個(gè)力的示意圖和力臂L。

（________）

②小陽用扁擔(dān)擔(dān)起兩筐質(zhì)量分別為，的貨物，如圖丁所示，當(dāng)他的肩處于O點(diǎn)時(shí)，扁擔(dān)水平平衡，已知，扁擔(dān)和筐的重力不計(jì)。若將兩筐的懸掛點(diǎn)向O點(diǎn)移近相同的距離，要使扁擔(dān)恢復(fù)水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物，其質(zhì)量為_______。

Answer 1

【答案】左 水能浸沒金屬塊但不溢出 左

【解析】

（1）用細(xì)線在O點(diǎn)將杠桿懸掛，發(fā)現(xiàn)杠桿左側(cè)低，右側(cè)高，為了使杠桿在水平位置平衡，將懸掛點(diǎn)O向左調(diào)節(jié)；

（2）使杠桿在水平位置平衡，如圖乙所示，此時(shí)重物A的位置記為E點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出OE的長(zhǎng)度，此時(shí)可得，mgLoc=GAL0

（3）向容器內(nèi)加“適量”的水，“適量”指的是水能浸沒金屬塊但不溢出，金屬塊受豎直向上的浮力作用，對(duì)桿的拉力變小，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將重物A向左調(diào)節(jié)；此時(shí)金屬塊受豎直向上的浮力、豎直向上的拉力和受豎直向下的重力，因此可得：（mg-F浮）Loc=GAL1，由以上兩個(gè)方程解得：，又因?yàn)?/span>，，代入公式求解得：；

【拓展】

①根據(jù)杠桿平衡的條件F1×L1=F2×L2可知，在阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)，由圖知，B點(diǎn)離支點(diǎn)最遠(yuǎn)，故最長(zhǎng)的動(dòng)力臂為OB，過B點(diǎn)作垂直于OB的作用力F，為使杠桿平衡，動(dòng)力的方向應(yīng)垂直于OB向上，如圖所示：

②因?yàn)?/span>m1(L1△L)g>m2(L2△L)g,故往右邊加入貨物后杠桿平衡即m1(L1△L)g=(m2+mg)(L2△L),且mg1L1=m2gL2，得：.