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我们已经学过杠杆的力臂和杠杆的平衡条件,如果把这些知识稍加拓宽和延伸,就可尝试用新的方法来解决一些实际问题.有固定转动轴的物体在力的作用下处于静止或匀速转动的状态称为力矩平衡状态.物理学中把力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩.力矩用M表示,即M=FL,式中L为力臂,力臂是转动轴到力的作用线的距离.在国际单位制中,力矩的单位是牛顿•米,符号为N•m.引入力矩概念后,杠杆的平衡条件可叙述为:
使杠杆沿顺时针转动的力矩与使杠杆沿逆时针转动的力矩相等.用公式表示为:M顺=M逆.
(1)力矩的表达式为:M= FL ,力矩的国际单位为 N•m .
(2)用垂直于门的力推门,推力F=80N,手到门轴的距离为0.3m,则F对门轴的力矩M为 24 N•m.
(3)如图所示,一根均匀木棒OA可绕过O点的水平轴自由转动,现有一方向不变的水平力F作用于该棒的A点,使棒从竖直位置缓慢转到偏角θ<90°的某一位置(缓慢转动可视为匀速转动),设M为力F对转轴的力矩,对此过程中M和F判断正确的是 A .(选填字母)
A.M不断变大,F不断变大 B.M不断变大,F不断变小
C.M不断变小,F不断变大 D.M不断变小,F不断变小
在测量学生奶密度的实验中。
(1)为了减小实验误差,应该选择图 (选填"甲"或"乙")中的量筒。
(2)把天平放在水平桌面上,把游码移到标尺的零刻度线处,发现指针偏左,应 ,直到横梁平衡。
(3)小铭进行了如下实验:
A.把天平放在水平桌面上,调节横梁平衡;
B.用天平测出烧杯的质量m 1;
C.将适量的学生奶倒入烧杯,测出烧杯和学生奶的总质量m 2
D.将烧杯中的学生奶全部倒入量筒,测出体积V。
考虑到学生奶在从烧杯中倒出时有残留,密度的测量值偏 。为此,同组的小浩提出只要调整实验顺序就可以解决这个问题,这个实验顺序是 (填序号)。
(4)按照调整后的方案进行实验。在测量烧杯质量时砝码及游码情况如图丙所示。实验数据如下表,其中①和②的数值分别为 、 。
烧杯的质量m 1/g |
烧杯和学生奶的总质量m 1/g |
学生奶的体积V/cm 3 |
学生奶的密度ρ/(g•cm ﹣ 3) |
① |
78.2 |
40 |
② |
某同学按照如图所示的电路图测量额定电压为2.5V灯泡的电阻。
(1)开关闭合前,滑片应置于 (选填"A"或"B")端。
(2)开关闭合后,逐渐移动滑片,并依次记下灯泡的发光情况和电表示数。实验记录如下表:
数据序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
发光情况 |
熄灭 |
熄灭 |
较暗 |
不很亮 |
明亮 |
电压U/V |
0.1 |
0.5 |
1.3 |
2.1 |
2.5 |
电流I/A |
0.05 |
0.16 |
0.21 |
0.26 |
0.28 |
算出的电阻R/Ω |
3.13 |
6.19 |
8.08 |
8.93 |
①表中空格中的数值为 。
②灯泡的额定功率为 W。
③通过计算发现,灯泡在亮度不同时电阻不同,原因可能是 。由此可以推断,家庭电路中,在灯泡刚接通瞬间,灯泡的实际功率比额定功率 ,灯泡容易 。
如图为一种测量体重的装置,其中体重示数计是由 表改装成的。当没有测体重时,绝缘体使电路 (选填“切断”或“接通”)。电路中R1的作用是 。
测量液体密度的仪器叫做密度计。图(a)和图(b)是自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中。
(1)请判断哪杯液体密度大,并说明理由。
(2)实验室的密度计的上部是一个用来标刻度的空心圆柱形玻璃管,管下部为一玻璃泡,内装有铅粒。某密度计圆柱形玻璃管长L=10cm,横截面积S=2.5cm2,该密度计总质量m=20g,将它放入水中静止时,水面距玻璃管上端为4cm;将此密度计放入未知液体中静止时,发现液面距玻璃管上端为2cm。求这种液体的密度以及密度计玻璃管上能标出的最大刻度值和最小刻度值。(已知水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg)