Question

用如圖所示裝置做“研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)，力矩盤(pán)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(pán)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(pán)與轉(zhuǎn)軸間的摩擦是否足夠�。�
（D）判斷力矩盤(pán)的重心是否位于盤(pán)中心．
（2）在力矩盤(pán)上A、B、C三點(diǎn)分別用細(xì)線懸掛鉤碼后，力矩盤(pán)平衡，如圖所示，已知每個(gè)鉤碼所受重力為1N，則此時(shí)彈簧秤示數(shù)應(yīng)為

 

N．
（3）若實(shí)驗(yàn)前，彈簧秤已有0.2N的示數(shù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)忘記對(duì)彈簧秤進(jìn)行調(diào)零，則完成實(shí)驗(yàn)后測(cè)量出的順時(shí)針力矩與逆時(shí)針力矩相比，會(huì)出現(xiàn)M_順

 

M_逆（選填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）如果安裝力矩盤(pán)時(shí)，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)力矩盤(pán)，轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩盤(pán)很快停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這說(shuō)明

 

．

Answer 1

分析：（1）按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟�從減小誤差的角度分析；實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯苛�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)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）找出各個(gè)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(pán)重力的影響，彈簧力矩是逆時(shí)針的力矩，故順時(shí)針力矩有先平衡彈力拉力的力矩，或者說(shuō)順時(shí)針漏了重力的力矩．
（4）如果沒(méi)有摩擦，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)力矩盤(pán)，力矩盤(pán)應(yīng)該做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，快速停止說(shuō)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(chēng)與力矩盤(pán)產(chǎn)生摩擦，判斷力矩盤(pán)是否處在豎直平面是必要的．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、D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，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(pán)的重心應(yīng)在盤(pán)中心．故CD正確．
故選：ACD．
（2）設(shè)力矩盤(pán)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(shí)驗(yàn)時(shí)忘記對(duì)彈簧秤進(jìn)行調(diào)零，彈簧拉力測(cè)量值偏大，其力矩偏大，而彈簧拉力力矩為逆時(shí)針?lè)较�，則測(cè)量出的順時(shí)針力矩小于逆時(shí)針力矩．
（4）如果沒(méi)有摩擦，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)力矩盤(pán)，由于慣性，力矩盤(pán)應(yīng)該做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；
快速停止說(shuō)明摩擦力力矩不能忽略．
故答案為：
（1）ACD；
（2）3；
（3）＜；
（4）力矩盤(pán)與軸間摩擦過(guò)大

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵明確實(shí)驗(yàn)原理，然后實(shí)驗(yàn)原理的角度分析誤差的來(lái)源和減小誤差的方法，同時(shí)要能夠根據(jù)力矩平衡條件列式求解彈簧的拉力．