Question

（2013?普陀區(qū)二模）在“研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件實(shí)驗(yàn)”中：
（1）（多選題）關(guān)于實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)中，以下說(shuō)法正確的是

AD

A．實(shí)驗(yàn)前要檢查力矩盤(pán)是否在任何位置都能平衡
B．實(shí)驗(yàn)前要檢查橫桿是否嚴(yán)格保持水平
C．實(shí)驗(yàn)選用的鉤碼要輕，各力的力臂要盡量小
D．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該使彈簧秤的示數(shù)盡量大些
（2）如圖甲所示，在實(shí)驗(yàn)裝置裝配時(shí)，有一組同學(xué)經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，力矩盤(pán)的重心在圓盤(pán)上的C點(diǎn)，該同學(xué)認(rèn)為有一種不需調(diào)整力矩盤(pán)重心的位置也能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法，即在實(shí)驗(yàn)時(shí)

保持OC連線(xiàn)在豎直方向

．
（3）在實(shí)驗(yàn)中，另一組同學(xué)在一個(gè)力矩盤(pán)中的A點(diǎn)通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)定滑輪懸掛一組砝碼，不慎將懸掛線(xiàn)鉤掛在P點(diǎn)的大頭針上，另一組砝碼通過(guò)細(xì)繩跨過(guò)定滑輪懸掛在B點(diǎn)，此時(shí)力矩盤(pán)平衡，如圖乙所示．若每個(gè)砝碼重為1N，O點(diǎn)到B點(diǎn)懸線(xiàn)距離為4cm；AP線(xiàn)與豎直方向夾角為37°，O點(diǎn)和P點(diǎn)處在同一水平線(xiàn)上．則此時(shí)力矩盤(pán)受到的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)力矩之和為

0.216

N?m．

Answer 1

分析：（1）解答本題的關(guān)鍵是：明確實(shí)驗(yàn)的目的和實(shí)驗(yàn)的要求進(jìn)行分析．本實(shí)驗(yàn)的目的是研究力矩盤(pán)平衡時(shí)砝碼的拉力力矩和彈簧拉力力矩的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)的要求是盡量減小力矩盤(pán)的重力、摩擦力等其他力對(duì)力矩盤(pán)的影響．
（2）為了消除力矩盤(pán)的重力影響，使重力的力臂為零，重力的力矩為零，即對(duì)本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響．
（3）A處和B處懸線(xiàn)拉力的力矩均沿順時(shí)針?lè)较�，找出力臂，求出力矩和�?/div>

解答：解：A、本實(shí)驗(yàn)要研究力矩盤(pán)平衡時(shí)砝碼的拉力力矩和彈簧拉力力矩的關(guān)系，力矩盤(pán)的重力影響要盡可能小，力矩盤(pán)的重心應(yīng)在盤(pán)中心，實(shí)驗(yàn)前要檢查力矩盤(pán)是否在任何位置都能平衡，以確定力矩盤(pán)的重心是否在力矩盤(pán)的中心，故A正確．
B、本實(shí)驗(yàn)與橫桿MN是否平衡無(wú)關(guān)，沒(méi)有必要檢查橫桿MN是否嚴(yán)格保持水平．故B錯(cuò)誤．
C、各力矩應(yīng)取得大一些以減小相對(duì)誤差，故鉤碼要適當(dāng)重，各力的力臂要盡量大，故C錯(cuò)誤．
D、為了減小測(cè)量誤差，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該使彈簧秤的示數(shù)盡量大．故D正確．
故選AD
（2）為了消除力矩盤(pán)的重力影響，使重力的力臂為零，重力的力矩為零，可保持OC連線(xiàn)在豎直方向．
（3）設(shè)OP=L_P，重力砝碼的重力為G，B處懸線(xiàn)拉力的力臂為L(zhǎng)_B，則由盤(pán)的力矩平衡得：
         3G?L_B=2G?L_P，
解得，L_P=1.5L_B=6cm=0.06m 
對(duì)力矩盤(pán)，B處和A處懸線(xiàn)拉力的力矩均沿順時(shí)針?lè)较颍瑒t順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)力矩之和為M=3G?L_B+2G?L_Pcos37°=3×0.04+2×0.06×0.8=0.216 （N?m）
故答案為：（1）AD；
（2）保持OC連線(xiàn)在豎直方向
（3）0.216

點(diǎn)評(píng)：本題從實(shí)驗(yàn)的目的和要求出發(fā)分析哪些操作是合理的，培養(yǎng)分析處理實(shí)際問(wèn)題的能力．