(2013?長寧區(qū)三模)小明看到教室里日光燈(如圖1所示)的懸掛結構后,心想“懸掛日光燈的兩根懸線受到的拉力的大小是不是相等?”由于不能直接測量懸線拉力,于是他和小華選擇替代器材進行了探究,他們將一根長為1米的輕質木桿(重力可以忽略不計)的兩端用豎直細線水平懸掛起來,并在細線上方用兩個力傳感器測出細線受到的拉力F
1和F
2.接著將鉤碼掛在兩細線之間的木桿上(如圖2所示),作為木桿受到的豎直向下的拉力F,并將兩細線受到的拉力F
1、F
2和拉力F的作用點的位置記錄在表格中.
實驗序號 |
拉力F作用點據左側細線懸掛點距離△s |
木桿受到向下的拉力F(牛) |
左側細線受到木桿對它的拉力F1(牛) |
右側細線受到木桿對它的拉力F2(牛) |
1 |
0.3 |
10.0 |
7.0 |
3.0 |
2 |
0.3 |
20.0 |
14.0 |
6.0 |
3 |
0.3 |
30.0 |
21.0 |
9.0 |
4 |
0.4 |
10.0 |
6.0 |
4.0 |
5 |
0.4 |
20.0 |
12.0 |
8.0 |
6 |
0.4 |
30.0 |
18.0 |
12.0 |
7 |
0.5 |
10.0 |
5.0 |
5.0 |
8 |
0.5 |
20.0 |
10.0 |
10.0 |
9 |
0.5 |
30.0 |
15.0 |
15.0 |
①分析比較實驗序號1、2與3或4、5與6或7、8與9中F
1和F的關系及相關條件,可得出的初步結論是:輕質木桿的兩端用豎直細線水平懸掛起來,受到的豎直向下的拉力作用點的位置不變,左側細線受到木桿對它的拉力F
1與
木桿受到向下的拉力F成正比
木桿受到向下的拉力F成正比
.
②分析比較實驗序號1、4與7或2、5與8或3、6與9中F
1和△s的關系及相關條件,可得出的初步結論是:輕質木桿的兩端用豎直細線水平懸掛起來,受到的豎直向下的拉力F大小不變,
拉力F作用點距左側細線懸掛點距離△s越大,左側細線受到木桿對它的拉力F1越小
拉力F作用點距左側細線懸掛點距離△s越大,左側細線受到木桿對它的拉力F1越小
.
③請進一步綜合分析表中的相關數據,并歸納得出結論.
(a)分析比較實驗序號7與8與9中F
1、F
2與△s的關系及相關條件,可得出的初步結論是:當豎直向下的拉力作用點位于水平木桿兩豎直細線的中點處時,
左側細線受到木桿對它的拉力F1與右側細線受到木桿對它的拉力F2相等
左側細線受到木桿對它的拉力F1與右側細線受到木桿對它的拉力F2相等
.
(b)分析比較實驗序號1~9中拉力F與F
1和F
2的關系及相關條件,可得出的初步結論是:輕質木桿的兩端用豎直細線水平懸掛起來,
木桿受到向下的拉力F等于左側細線受到木桿對它的拉力F1與右側細線受到木桿對它的拉力F2的和
木桿受到向下的拉力F等于左側細線受到木桿對它的拉力F1與右側細線受到木桿對它的拉力F2的和
.
(4)分析表格中的數據后,小華認為:輕質木桿的兩端用豎直細線水平懸掛起來,左側細線受到木桿對它的拉力F
1總是大于或等于右側細線受到木桿對它的拉力F
2,小明認為該結論是錯誤的,若要證明小明的觀點,你認為還研究拉力F作用點距左側細線懸掛點距離△s在
0.5~1
0.5~1
米范圍內,F
1與F
2之間的大小關系.
⑤“懸掛日光燈的兩根懸線受到的拉力的大小是不是相等?”請你結合重心相關知識及上述有關結論對該問題進行分析.
若重心在燈的中點,則左右兩邊的拉力相等;若重心不在中點,則拉力不相等,且重心靠近哪邊,哪邊的拉力較大
若重心在燈的中點,則左右兩邊的拉力相等;若重心不在中點,則拉力不相等,且重心靠近哪邊,哪邊的拉力較大
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