Question

10．小明、小亮、小東和小華在實驗室分別做四個小實驗，實驗過程中，他們分別遇到了不同的困惑，有些困惑，他們通過交流已經(jīng)提出了解決方案，但還需要聽聽你的意見；有些困惑，需要你幫助解決．
（1）小明的實驗是“探究杠桿的平衡條件”，他在完成教材中的探究任務(wù)后，又多加了一個彈簧測力計繼續(xù)進(jìn)行探究．他的困惑是：在圖1所示杠桿已經(jīng)平衡的情況下，不知道怎樣測彈簧拉力的力臂．請你在圖2中幫小明作出彈簧拉力F的力臂．
（2）小亮的實驗是“探究同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系”，他選擇了三個體積不同，質(zhì)量分別為89g、178g、356g的實心銅塊做實驗．實驗中，他用每次都盛有30cm³水的量筒分別測出了三個銅塊的體積，并將數(shù)據(jù)記錄在了自己設(shè)計的表格中．

	質(zhì)量m/g	體積V/cm3	比值（m/V）/（g/cm3）
銅塊1	89	10
銅塊2	178	20
銅塊3	356	70

①小亮在計算質(zhì)量與體積的比值（$\frac{m}{V}$）時，發(fā)現(xiàn)其中的一個數(shù)據(jù)測量有錯誤，這個數(shù)據(jù)應(yīng)該是70cm³；（填該數(shù)據(jù)的數(shù)字和它的單位）．
②小亮的困惑是：不清楚這個錯誤是怎樣產(chǎn)生的．請你幫小亮指出該錯誤產(chǎn)生的原因：沒有減去原來量筒中水的體積；
（3）如圖2是小東同學(xué)在探究光的折射現(xiàn)象時，看到白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶，東東對產(chǎn)生的原因進(jìn)行了思考．受此啟發(fā)，在測量凸透鏡的焦距時，小東想：如果分別用紅光和紫光平行于同一個凸透鏡的主光軸射入，紅光、紫光對凸透鏡的焦距是否相同呢？
你的推斷：紅色光對凸透鏡的焦距大，你推斷的理由是：透鏡對紫光的折射作用更大，對紅光的折射作用更�。�
（4）小華用如圖3裝置進(jìn)行實驗，其中A重50牛，在F作用下以10厘米/秒的速度在水平地面上做勻速直線運動，彈簧秤B的示數(shù)是2牛，則A受到的摩擦力是2牛，5秒鐘內(nèi)拉力F做的功是1焦（不計滑輪重及油輪之間摩擦力）．

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，鉤碼重力的方向是豎直向下，力臂正好等于支點到力的作用點的距離，可以從杠桿上直接測出；當(dāng)測力計的拉力方向傾斜時，依據(jù)力臂的定義畫出支點到力的作用線的距離，即為測力計拉力的力臂．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算m/V的值，然后比較分析結(jié)果，比值與其它值不同的，就存在問題．然后分析這個數(shù)據(jù)與實際值之間的大小關(guān)系；
（3）白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶，是因為不同顏色的光經(jīng)玻璃的折射本領(lǐng)不同；
（4）根據(jù)兩段繩子上的拉力相等的特點及二力平衡條件判斷摩擦力的大小；
計算出F的大小，判斷出5sF通過的距離，根據(jù)W=Fs計算出功．

解答 解：（1）如圖支點O到力的作用線的距離，即為測力計拉力F的力臂：

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算質(zhì)量與體積的比值，填入下面的表格中：

	質(zhì)量m/g	體積V/cm3	比值（m/V）/（g/cm3）
銅塊1	89	10	8.9
銅塊2	178	20	8.9
銅塊3	356	70	5.1

分析結(jié)果，銅塊3的比值與其它值不同，偏小了，表明體積70cm³是錯誤的，比實際值偏大，可能是沒有用浸入銅塊后水和銅塊的總體積減去最初水的體積造成的．
（3）根據(jù)三棱鏡對光線的偏折，可以得出，紅光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，當(dāng)紅光和紫光分別平行射向相同的凸透鏡時，紅光的會聚點，也就是紅光的焦點距離透鏡遠(yuǎn)，而紫光的焦點離透鏡近，所以紅光的焦距大；
（4）由題意知，繩對A的拉力為2N，根據(jù)二力平衡知識，物體所受摩擦力為2N；
因為是動滑輪，每段繩子上的力均為2N，所以F=2×2N=4N；
A在5s內(nèi)通過的路程：L=vt=10cm/s×5s=50cm=0.5m；
所以F移動的距離s=$\frac{1}{2}$×0.5m=0.25m；
則F做的功：W=Fs=4N×0.25m=1J．
故答案為：（1）見上圖；（2）①70cm³；②沒有減去原來量筒中水的體積；（3）紅；透鏡對紫光的折射作用更大，對紅光的折射作用更�。唬�4）2；1．

點評 本題綜合考查了物質(zhì)質(zhì)量與體積關(guān)系的探究、光的色散、力臂的畫法及滑輪的有關(guān)特點，其中（4）是該題的易錯點，要搞清各個力之間的大小關(guān)系．