Question

【题目】改进后的“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验装置如图所示，力传感器、定滑轮固定在横杆上，替代原装置中的弹簧秤．已知力矩盘上各同心圆的间距为5cm ．
（1）（多选题）做这样改进的优点是（ ）
A.力传感器既可测拉力又可测压力
B.力传感器测力时不受主观判断影响，精度较高
C.能消除转轴摩擦引起的实验误差
D.保证力传感器所受拉力方向不变
（2）某同学用该装置做实验，检验时发现盘停止转动时G点始终在最低处，他仍用该盘做实验．在对力传感器进行调零后，用力传感器将力矩盘的G点拉到图示位置，此时力传感器读数为3N ． 再对力传感器进行调零，然后悬挂钩码进行实验．此方法（选填“能”、“不能”）消除力矩盘偏心引起的实验误差．已知每个钩码所受重力为1N ， 力矩盘按图示方式悬挂钩码后，力矩盘所受顺时针方向的合力矩为Nm ． 力传感器的读数为N ．

Answer 1

【答案】
（1）B,D
（2）能；0.7；﹣0.5
【解析】（1）A、弹簧可以测拉力和压力，故A错误；
B、力传感器，定滑轮固定在横杆上，替代原装置中的弹簧秤，主要好处是：力传感器测力时，不受主观判断影响，精确度高和保证力传感器所受拉力方向不变，故BD正确；
C、不能消除转轴摩擦力引起的误差，故C错误；
故选：BD．（2）某同学该装置做实验，检验时发现盘停止转动时，他仍用该盘做实验，在对力传感器进行调零后，用力传感器将力矩盘的G点拉到图示位置，此时力传感器读数为3N ， 说明此时偏心的顺时针力矩M0=3×2×0.05Nm=0.3Nm；
再对力传感器进行调零，这时就可以消除力矩盘的偏心引起实验误差，力矩盘所受顺时针方向合力矩M1=2×1×0.05﹣2×1×3×0.05﹣0.3Nm=0.7Nm；
根据固定转动轴物体平衡条件，则有：
F×2×0.05+3×1×3×0.05﹣0.3=2×1×0.05﹣2×2×3×0.05﹣0.3；
解得：F=﹣0.5N；
故答案为：（1）BD；（2）能，0.7，﹣0.5．
（1）根据弹簧可以拉伸与压缩，结合实验原理，及操作步骤，即可求解；（2）根据力矩公式，结合力传感器读数，求得偏心的顺时针力矩，再消除力矩盘的偏心引起实验误差，求得力矩盘所受顺时针方向合力矩，从而根据平衡条件，即可求解．