Question

【題目】用細(xì)線拴住一端粗、一端細(xì)的實(shí)心胡蘿卜并懸掛起來，靜止后胡蘿卜的軸線水平，如圖1所示；在拴線處沿豎直方向?qū)⒑�蘿卜切成A、B兩段．A、B哪段重些呢？小紅、小明、小亮三個同學(xué)提出各自的猜想：

小紅：A較重；小明：B較重；小亮：A、B一樣重．

（1）為探究A、B輕重問題，小明在等間距刻度的均勻杠桿兩側(cè)掛上每個質(zhì)量都相等的鉤碼進(jìn)行實(shí)驗．杠桿靜止于水平狀態(tài)的三次實(shí)驗情境如圖3甲、乙、丙所示．

①根據(jù)圖甲、乙、丙的實(shí)驗，可以判斷 同學(xué)的猜想是正確的．

②根據(jù)圖甲、乙、丙的實(shí)驗情境，該同學(xué)得出結(jié)論：只要滿足“阻力×阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離=動力×動力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離”，杠桿就能平衡．這個結(jié)論是 （正確/錯誤），用圖丁的裝置來說明判斷的方法： ．

（2）他們判斷出究A、B輕重后，繼續(xù)利用待測小石塊，杠桿及支架，細(xì)線，鉤碼數(shù)個，刻度尺，燒杯，適量的水，根據(jù)“杠桿平衡條件測固體密度”．

①用細(xì)線將小石塊拴好，把小石塊和質(zhì)量為m鉤碼分別掛在杠桿的兩邊，調(diào)節(jié)鉤碼的位置使杠桿在水平位置平衡；

②如圖戊所示，分別量出小石塊懸掛處與支點(diǎn)的距離l1和鉤碼所掛處與支點(diǎn)的距離l2，由杠桿平衡條件得出小石塊的質(zhì)量為 ；

③如圖已所示，在燒杯內(nèi)盛水，將小石塊浸沒水中，保持l1不變，調(diào)節(jié)鉤碼m的懸掛位置，使杠桿重新在水平位置平衡；

④量出鉤碼所掛處與支點(diǎn)的距離d，則小石塊所受水的浮力為 ；

⑤若水的密度為ρ，則小石塊的體積為 ；小石塊的密度為 ．

Answer 1

【答案】（1）①小紅；②錯誤；將測力計斜拉，讀出動力、阻力、動力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離，根據(jù)F1L1=F2L2，計算可知結(jié)論不正確；

（2）②m；④mg；⑤m；ρ

【解析】

試題分析：

（1）①甲、乙、丙三個圖中左邊鉤碼個數(shù)和力臂都不變，但右邊隨著鉤碼個的減少，力臂在變大，可以得出重力越大其力臂越小，即小紅同學(xué)猜正確；

②實(shí)驗時應(yīng)將彈簧測力計鉤在杠桿右側(cè)的不同位置沿傾斜方向拉，使杠桿在水平位置平衡，會發(fā)現(xiàn)：“阻力×阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離≠動力×動力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離”可判斷這個結(jié)論錯誤；

將測力計斜拉，讀出動力、阻力、動力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離，根據(jù)F1L1=F2L2，計算可知結(jié)論不正確；

（2）②小石塊和鉤碼m使杠桿在水平位置平衡；由杠桿平衡條件F1L1=F2L2得：m石gl1=mgl2，則質(zhì)量m石=m；

④小石塊浸沒水中杠桿在水平位置平衡時；由杠桿平衡條件F1L1=F2L2得：F石l1=mgd，則F石=mg；

小石塊所受水的浮力為：F浮=G石﹣F石=m石g﹣F石=mg﹣mg=mg；

⑤根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=ρgV排得：小石塊的體積V石=V排===m；

小石塊的密度ρ石===ρ．