Question

用如图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验，力矩盘上各同心圆的间距相等．
（1）在下面一些关于实验的注意事项中，你认为正确的是

BCD

A．挂弹簧秤的横杆要严格保持水平
B．弹簧秤使用前必须调零
C．各力矩应取得大一些
D．对力臂的测量要尽量准确
（2）在A、B二点分别用细线悬挂钩码，M、C两点用弹簧秤连接后，力矩盘平衡（如图所示），已知每个钩码所受的重力为1牛，则此时弹簧秤示数为

3.5

牛．
（3）有同学在做这个实验时，发现顺时针力矩之和与逆时针力矩之和存在较大差距．经检查发现读数和计算均无差错，请指出造成这种差距的一个可能原因：

转轴摩擦力太大，安装力矩盘后，轻轻转动盘面，如果盘面转动很快停止，说明摩擦太大

或力矩盘没有调到竖直，

，检验这个原因的方法是：

用一根细线挂一钩码靠近力矩盘面，如果细线与力矩盘面间存在一个小的夹角，说明力矩盘不竖直等．

．

Answer 1

分析：（1）解答本题的关键是：明确实验的目的和实验的要求进行分析．
本实验的目的是研究力矩盘平衡时砝码的拉力力矩和弹簧拉力力矩的关系．
实验的要求是尽量减小力矩盘的重力、摩擦力等其他力对力矩盘的影响．
（2）分别确定A、B、C三点细线拉力大小和力臂大小，根据力矩平衡条件列式，求解．
（3）考虑误差来源，实际情况下摩擦力的力矩是一定存在的．

解答：解：（1）A、本实验与横杆MN是否平衡无关，没有必要检查横杆MN是否严格保持水平，故A错误；
B、弹簧秤使用前必须调零是使用规范，故B正确；
C、各力矩应取得大一些，以减小相对误差，故C正确；
D、实验要验证力矩平衡条件，故对力臂的测量要尽量准确，故D正确；
故选BCD
（2）设A、B、C三处拉力大小分别为F_A、F_B，弹簧称示数为F，由题
F_A=1N，F_B=3N
设力矩盘上相邻同心圆间距为r，则弹簧称拉力的力臂为L=2r
根据力矩平衡得
  F_A?2r+FL=F_B?3r
代入解得F=3.5N
（3）在做这个实验时，发现顺时针力矩之和与逆时针力矩之和存在较大差距，可能是因为转轴摩擦力太大，安装力矩盘后，轻轻转动盘面，如果盘面转动很快停止，说明摩擦太大；或力矩盘没有调到竖直，用一根细线挂一钩码靠近力矩盘面，如果细线与力矩盘面间存在一个小的夹角，说明力矩盘不竖直等．
故答案为：
（1）BCD 
（2）3.5
（3）转轴摩擦力太大，安装力矩盘后，轻轻转动盘面，如果盘面转动很快停止，说明摩擦太大；或力矩盘没有调到竖直，用一根细线挂一钩码靠近力矩盘面，如果细线与力矩盘面间存在一个小的夹角，说明力矩盘不竖直等．

点评：该题从实验的目的和要求出发分析哪些操作是合理的，培养分析处理实际问题的能力．