Question

【題目】改進(jìn)后的“研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，力傳感器、定滑輪固定在橫桿上，替代原裝置中的彈簧秤．已知力矩盤上各同心圓的間距為5cm ．
（1）（多選題）做這樣改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)是（ ）
A.力傳感器既可測(cè)拉力又可測(cè)壓力
B.力傳感器測(cè)力時(shí)不受主觀判斷影響，精度較高
C.能消除轉(zhuǎn)軸摩擦引起的實(shí)驗(yàn)誤差
D.保證力傳感器所受拉力方向不變
（2）某同學(xué)用該裝置做實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)G點(diǎn)始終在最低處，他仍用該盤做實(shí)驗(yàn)．在對(duì)力傳感器進(jìn)行調(diào)零后，用力傳感器將力矩盤的G點(diǎn)拉到圖示位置，此時(shí)力傳感器讀數(shù)為3N ． 再對(duì)力傳感器進(jìn)行調(diào)零，然后懸掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．此方法（選填“能”、“不能”）消除力矩盤偏心引起的實(shí)驗(yàn)誤差．已知每個(gè)鉤碼所受重力為1N ， 力矩盤按圖示方式懸掛鉤碼后，力矩盤所受順時(shí)針方向的合力矩為Nm ． 力傳感器的讀數(shù)為N ．

Answer 1

【答案】
（1）B,D
（2）能；0.7；﹣0.5
【解析】（1）A、彈簧可以測(cè)拉力和壓力，故A錯(cuò)誤；
B、力傳感器，定滑輪固定在橫桿上，替代原裝置中的彈簧秤，主要好處是：力傳感器測(cè)力時(shí)，不受主觀判斷影響，精確度高和保證力傳感器所受拉力方向不變，故BD正確；
C、不能消除轉(zhuǎn)軸摩擦力引起的誤差，故C錯(cuò)誤；
故選：BD．（2）某同學(xué)該裝置做實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，他仍用該盤做實(shí)驗(yàn)，在對(duì)力傳感器進(jìn)行調(diào)零后，用力傳感器將力矩盤的G點(diǎn)拉到圖示位置，此時(shí)力傳感器讀數(shù)為3N ， 說明此時(shí)偏心的順時(shí)針力矩M0=3×2×0.05Nm=0.3Nm；
再對(duì)力傳感器進(jìn)行調(diào)零，這時(shí)就可以消除力矩盤的偏心引起實(shí)驗(yàn)誤差，力矩盤所受順時(shí)針方向合力矩M1=2×1×0.05﹣2×1×3×0.05﹣0.3Nm=0.7Nm；
根據(jù)固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體平衡條件，則有：
F×2×0.05+3×1×3×0.05﹣0.3=2×1×0.05﹣2×2×3×0.05﹣0.3；
解得：F=﹣0.5N；
故答案為：（1）BD；（2）能，0.7，﹣0.5．
（1）根據(jù)彈簧可以拉伸與壓縮，結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理，及操作步驟，即可求解；（2）根據(jù)力矩公式，結(jié)合力傳感器讀數(shù)，求得偏心的順時(shí)針力矩，再消除力矩盤的偏心引起實(shí)驗(yàn)誤差，求得力矩盤所受順時(shí)針方向合力矩，從而根據(jù)平衡條件，即可求解．