题文

在“探究杠杆平衡的条件”实验中，为便于直接从杠杆上读出______的数值，应使杠杆在______位置保持平衡，在“验证凸透镜成像规律”实验中，要将蜡烛、凸透镜和光屏依次放置在光具座上．实验时，应保持______和______的位置不变，再移动光屏找像．

题型：问答题  难度：中档

答案

在“探究杠杆平衡的条件”实验中，首先使杠杆在水平位置保持平衡，目的就是为了直接读出力臂； 在“验证凸透镜成像规律”实验中，要将蜡烛、凸透镜和光屏依次放置在光具座上，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一直线上，从而使烛焰的像成在光屏的中央；在实验过程中，凸透镜是固定的，使蜡烛分别在不同的位置处，调节光屏使光屏上出现清晰的像位为止． 故答案为：力臂；水平；蜡烛；凸透镜．

据专家权威分析，试题“在“探究杠杆平衡的条件”实验中，为便于直接从杠杆上读出______的..”主要考查你对  凸透镜对光的作用，杠杆的平衡条件  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

凸透镜对光的作用杠杆的平衡条件

考点名称：凸透镜对光的作用

• 会聚作用：
  1. 让一束跟主光轴平行的光射向凸透镜，观察到折射光线为会聚光束(如图甲所示)，即凸透镜对光有会聚作用。
  
  
  2. 会聚作用是指凸透镜对光线的作用。通过凸透镜的折射光线相对入射光线而言，是会聚了一些或发散程度减小了一些，如图甲。凸透镜不仅对平行光束有会聚作用，对发散光束也有会聚作用。“会聚作用”并不等于通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束。
  

• 三条特殊的光线：
  ①平行主光轴的光线经透镜折射后通过焦点
  ②过光心的光线经透镜折射后方向不变
  ③过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴
  
  凸透镜对光线的作用：
  凸透镜对光线的作用可用棱镜对光线的偏折作用说明：如图
  

•  

• 光束：
  1．平行光束
  平行光束是指截面积不发生变化的光束。平行光束由平行光线组成，由于太阳离我们非常远，所以太阳光发出的射到地球的光束我们认为是平行光束(如图所示)：
  
  
  2. 会聚光束
  会聚光束是指光束的截面积不断减小的光束。会聚光束由会聚光线组成(如图所示)。
  
  
  3．发散光束
  发散光束是指光束的截面积不断扩大的光束。发散光束由发散光线组成。由一个点光源产生的一束光就是发散光束(如图所示)。
  

考点名称：杠杆的平衡条件

• 杠杆的平衡条件：
  动力×动力臂=阻力×阻力臂。
  即
  在杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之几。

• 利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题，一般遵循以下步骤：
  (1)确定杠杆支点的位置。
  (2)分清杠杆受到的动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图。
  (3)确定每个力的力臂。
  (4)根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。
  
  例：如图所示，AOB为一机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆(自重不计)，已知AO= 2OB。固定D点，使OB处于水平位置，此时B端挂一重为40N的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A端施加F=____N的力，在图上画出此时力F的方向。
  
  解析：要想得到施加在A点的最小力，就要找到最大力臂，由图可知，最大力臂应是OA，故过A点作们的垂线，方向斜向下即为最小力。据杠杆平衡条件得：F·OA=G·OB，代入数值为F×2OB=40N×OB，解方程得F=20N。
  答案：20   力F的方向如图
  
  
  实验法探究杠杆平衡条件：
      实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置上平衡，目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆的重力对平衡的影响。当杠杆水平平衡时，O点距悬挂钩码处的距离便是力臂，而且可用杠杆上的“格数”代替力臂大小。
  
  例：我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。
  (1)实验没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡。实验前使杠杆水平平衡的目的是____.
  (2)实验中，用图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距)，但老师却提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式(    )
  A．一个人无法独立操作
  B．需要使用太多的钩码
  C．力臂与杠杆不重合
  D．力和力臂数目过多
  (3)图中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第____格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以水平平衡。
  
  解析：(1)实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡，目的是方便地测量力臂。调节方法是将平衡螺母向杠杆偏高的一端调，即哪端轻向哪端调。
  (2)探究杠杆平衡条件时，用的力和力臂数目过多，每个力都会给杠杆转动带来影响，给探究过程带来麻烦。
  (3)根据杠杆平衡条件，即，所以l₁=2(格)。
  
  答案：(1)右方便地测量力臂(2)D(3)2

  利用杠杆平衡条件求最小力的方法:
      由公式可知，当阻力、阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。当动力臂最长时，动力最小。要求最小动力，必须先画出最大动力臂。