Question

用如圖所示裝置做“研究有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡條件”的實驗，力矩盤上各同心圓的間距相等．
（1）（多選題）用細(xì)線懸掛鉤碼前，下列措施中哪些是必要的

 

（A）判斷力矩盤是否處在豎直平面；
（B）判斷橫桿MN是否嚴(yán)格保持水平；
（C）判斷力矩盤與轉(zhuǎn)軸間的摩擦是否足夠小；
（D）判斷力矩盤的重心是否位于盤中心．
（2）在力矩盤上A、B、C三點分別用細(xì)線懸掛鉤碼后，力矩盤平衡，如圖所示，已知每個鉤碼所受重力為1N，則此時彈簧秤示數(shù)應(yīng)為

 

N．
（3）若實驗前，彈簧秤已有0.2N的示數(shù)，實驗時忘記對彈簧秤進行調(diào)零，則完成實驗后測量出的順時針力矩與逆時針力矩相比，會出現(xiàn)M_順

 

M_逆（選填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）如果安裝力矩盤時，輕輕轉(zhuǎn)動力矩盤，轉(zhuǎn)動的力矩盤很快停止轉(zhuǎn)動，這說明

 

．

Answer 1

分析：（1）按照實驗?zāi)康牟�從減小誤差的角度分析；實驗?zāi)康氖茄芯苛�矩盤平衡時砝碼的拉力力矩和彈簧拉力力矩的關(guān)系；實驗要求是盡量減小力矩盤的重力、摩擦力等其他力對力矩盤的影響．
（2）找出各個拉力的力臂，然后根據(jù)力矩平衡求解彈簧的拉力．
（3）由于圓盤重力的影響，彈簧力矩是逆時針的力矩，故順時針力矩有先平衡彈力拉力的力矩，或者說順時針漏了重力的力矩．
（4）如果沒有摩擦，輕輕轉(zhuǎn)動力矩盤，力矩盤應(yīng)該做勻速圓周運動，快速停止說明摩擦力力矩不能忽略．

解答：解：（1）A、為了防止細(xì)線及彈簧稱與力矩盤產(chǎn)生摩擦，判斷力矩盤是否處在豎直平面是必要的．故A正確．
B、本實驗與橫桿MN是否平衡無關(guān)，沒有必要檢查橫桿MN是否嚴(yán)格保持水平．故B錯誤．
C、D本實驗要研究力矩盤平衡時砝碼的拉力力矩和彈簧拉力力矩的關(guān)系，重力、摩擦力等影響要盡可能小，所以摩擦力要足夠小，力矩盤的重心應(yīng)在盤中心．故CD正確．
故選：ACD．
（2）設(shè)力矩盤上各同心圓的間距為r，根據(jù)力矩平衡得：
F?2r+F_A?2r=F_B?r+F_C?3r
F×2r+2×2r=1×r+3×3r
解得：F=3N
（3）實驗時忘記對彈簧秤進行調(diào)零，彈簧拉力測量值偏大，其力矩偏大，而彈簧拉力力矩為逆時針方向，則測量出的順時針力矩小于逆時針力矩．
（4）如果沒有摩擦，輕輕轉(zhuǎn)動力矩盤，由于慣性，力矩盤應(yīng)該做勻速圓周運動；
快速停止說明摩擦力力矩不能忽略．
故答案為：
（1）ACD；
（2）3；
（3）＜；
（4）力矩盤與軸間摩擦過大

點評：本題關(guān)鍵明確實驗原理，然后實驗原理的角度分析誤差的來源和減小誤差的方法，同時要能夠根據(jù)力矩平衡條件列式求解彈簧的拉力．