Question

13．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，力矩盘上个同心圆的间距相等．
（1）（多选）在用细线悬挂钩码前，以下哪些措施是必要的ACD
A．判断力矩盘是否在竖直平面     B．判断横杆MN是否严格保持水平
C．判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小   D．判断力矩盘的重心是否位于盘中心
（2）在A、B、C三点分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡，如图所示，已知每个钩码所受的重力为1牛，则此时弹簧称示数为4牛．
（3）由于力矩盘偏心未经调整实际测出的弹簧称读数偏大，则力矩盘的重心在轴的右方．（填左方或右方）

Answer 1

分析 （1）本实验要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，要尽可能减小其他力的影响，比如重力、摩擦力等影响．根据此要求分析选择．
（2）分别确定A、B、C三点细线拉力大小和力臂大小，根据力矩平衡求出弹簧称拉力；
（3）根据力矩盘心在轴的某一方，结合力矩平衡条件，即可得出弹簧称实际读数偏大还是偏小．

解答 解：（1）A、为了防止细线及弹簧称与力矩盘摩擦，判断力矩盘是否处在竖直平面是必要的．故A正确．
B、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B错误．
C、D、本实验要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，重力、摩擦力等影响要尽可能小，故CD正确．
故选：ACD．
（2）设A、B、C三处拉力大小分别为F_A、F_B、F_C，弹簧称示数为F，由题
F_A=1N，F_B=1N，F_C=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•r+F_C•3r
代入解得：F=4N；
（3）由于力矩盘偏心未经调整实际测出的弹簧称读数偏大，因此力矩盘重心在轴的右方，才会导致弹簧秤实际读数偏大，
故答案为：（1）ACD（2）4；（3）右方．

点评 本题从实验的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，并理解力矩平衡条件的应用．