(2013?長(zhǎng)寧區(qū)三模)小明看到教室里日光燈(如圖1所示)的懸掛結(jié)構(gòu)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(cè)量懸線拉力,于是他和小華選擇替代器材進(jìn)行了探究,他們將一根長(zhǎng)為1米的輕質(zhì)木桿(重力可以忽略不計(jì))的兩端用豎直細(xì)線水平懸掛起來(lái),并在細(xì)線上方用兩個(gè)力傳感器測(cè)出細(xì)線受到的拉力F
1和F
2.接著將鉤碼掛在兩細(xì)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(xì)線受到的拉力F
1、F
2和拉力F的作用點(diǎn)的位置記錄在表格中.
實(shí)驗(yàn)序號(hào) |
拉力F作用點(diǎn)據(jù)左側(cè)細(xì)線懸掛點(diǎn)距離△s |
木桿受到向下的拉力F(牛) |
左側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F1(牛) |
右側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)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(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2與3或4、5與6或7、8與9中F
1和F的關(guān)系及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:輕質(zhì)木桿的兩端用豎直細(xì)線水平懸掛起來(lái),受到的豎直向下的拉力作用點(diǎn)的位置不變,左側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)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(shí)驗(yàn)序號(hào)1、4與7或2、5與8或3、6與9中F
1和△s的關(guān)系及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:輕質(zhì)木桿的兩端用豎直細(xì)線水平懸掛起來(lái),受到的豎直向下的拉力F大小不變,
拉力F作用點(diǎn)距左側(cè)細(xì)線懸掛點(diǎn)距離△s越大,左側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F1越小
拉力F作用點(diǎn)距左側(cè)細(xì)線懸掛點(diǎn)距離△s越大,左側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F1越小
.
③請(qǐng)進(jìn)一步綜合分析表中的相關(guān)數(shù)據(jù),并歸納得出結(jié)論.
(a)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)7與8與9中F
1、F
2與△s的關(guān)系及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:當(dāng)豎直向下的拉力作用點(diǎn)位于水平木桿兩豎直細(xì)線的中點(diǎn)處時(shí),
左側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F1與右側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F2相等
左側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F1與右側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F2相等
.
(b)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1~9中拉力F與F
1和F
2的關(guān)系及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:輕質(zhì)木桿的兩端用豎直細(xì)線水平懸掛起來(lái),
木桿受到向下的拉力F等于左側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F1與右側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F2的和
木桿受到向下的拉力F等于左側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F1與右側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F2的和
.
(4)分析表格中的數(shù)據(jù)后,小華認(rèn)為:輕質(zhì)木桿的兩端用豎直細(xì)線水平懸掛起來(lái),左側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F
1總是大于或等于右側(cè)細(xì)線受到木桿對(duì)它的拉力F
2,小明認(rèn)為該結(jié)論是錯(cuò)誤的,若要證明小明的觀點(diǎn),你認(rèn)為還研究拉力F作用點(diǎn)距左側(cè)細(xì)線懸掛點(diǎn)距離△s在
0.5~1
0.5~1
米范圍內(nèi),F(xiàn)
1與F
2之間的大小關(guān)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(qǐng)你結(jié)合重心相關(guān)知識(shí)及上述有關(guān)結(jié)論對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析.
若重心在燈的中點(diǎn),則左右兩邊的拉力相等;若重心不在中點(diǎn),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(diǎn),則左右兩邊的拉力相等;若重心不在中點(diǎn),則拉力不相等,且重心靠近哪邊,哪邊的拉力較大
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