物理
(2008•成都)在抗震救灾中,为了从垮塌的建筑中尽快地实施救援,营救生命,使用到了大量的汽车起重机.正在家中复习的小陈同学看到救灾现场的救援画面后,在感动之余,找来了一台玩具汽车起重机,进行了探究.小陈要探究的问题是,起重机吊起的重物静止在空中时:①支撑臂对起重臂的作用力大小;②水平地面受到的起重机的压强.为此,小陈除起重机外,还准备了以下器材:重物、弹簧测力计、棉线、面积足够大的坐标纸、墨水、毛笔、复写纸.(1)要完成他的探究,上述器材中还应该增加的是.(2)为完成问题①的探究,需要测量力臂.请你在图

2019-06-21

(2008•成都)在抗震救灾中,为了从垮塌的建筑中尽快地实施救援,营救生命,使用到了大量的汽车起重机.正在家中复习的小陈同学看到救灾现场的救援画面后,在感动之余,找来了一台玩具汽车起重机,进行了探究.
小陈要探究的问题是,起重机吊起的重物静止在空中时:①支撑臂对起重臂的作用力大小;②水平地面受到的起重机的压强.
为此,小陈除起重机外,还准备了以下器材:重物、弹簧测力计、棉线、面积足够大的坐标纸、墨水、毛笔、复写纸.
(1)要完成他的探究,上述器材中还应该增加的是______.
(2)为完成问题①的探究,需要测量力臂.请你在图中作出支撑臂CD对起重臂AB的作用力F的力臂,其中O点是支点.
(3)在问题②的探究中,针对接触面积的测量中遇到的困难,小陈设计了两套实验方案.
方案一的实验步骤为:
A.用棉线拴牢重物,用弹簧测力计分别测量出起重机的重力G1、重物的重力G2
B.将重物挂在起重机的挂钩上,如图 所示;
C.在水平地面上从下往上依次铺放坐标纸、复写纸,然后将起重机平放在复写纸上,保持整个装置处于静止状态;
D.取走起重机,根据轮胎和支架在坐标纸上留下的印迹,计算出起重机(包括轮胎和支架)与水平地面的接触面积S;
E.求出水平地面受到的起重机的压强p=
G1+G2
S
G1+G2
S

方案二与方案一只有步骤C 不同,请你根据小陈准备的器材写出步骤C
C.______.
(4)实验结束后,小陈对问题②的探究中接触面积的测量仍然感到不够满意,认为测量不够准确.请你任选一种方案,简略指出其测量不够准确的原因:______.
优质解答
解(1)小陈在起重机吊起的重物静止在空中时,要探究的问题是:
①支撑臂对起重臂的作用力大小;
②水平地面受到的起重机的压强;根据杠杆平衡的条件和压强公式,实验时前一个需要测力臂和作图;
后一个需要测量长、宽求出地面的受力面积,这样都需要使用测量长度的工具---刻度尺(或三角板).
故答案为:刻度尺(或三角板).
(2)过杠杆OB的支点O作支撑臂CD对起重臂OB的作用力F作用线的垂直线段,即需要测量的力臂L.如图所示:

(3)起重机平放在水平地面上,处于静止状态,水平地面上的压力是由起重机和重物的重力而产生;
所以F=G1+G2,利用压强公式P=
F
S
可得:P=
F
S
=
G
S
=
G1+G2
S

根据方案一中步骤C的实验目的:根据轮胎和支架在坐标纸上留下的印迹,确定地面的受力面积的大小,所以根据这一目的,设计一个利用墨水对受力面积做出印记的方法;具体方法是:
在水平地面上铺上坐标纸,接着用毛笔在起重机的轮胎和支架上涂上墨水,然后将起重机平放在坐标纸上,保持整个装置处于静止状态.
(4)方案一和方案二的实验,主要是对受力面积的测量,受力面积的确定的准确程度是这一实验测量不够准确的原主要原因,即:
在方案一中,由于玩具汽车起重机(包括重物)较轻,导致其在复写纸上的印迹不够清晰;
在方案二中,由于墨水涂抹不均匀,导致印迹太深、太浅或者浸染到坐标纸上接触处以外的地方.
说明:其他合理的解释也正确.
解(1)小陈在起重机吊起的重物静止在空中时,要探究的问题是:
①支撑臂对起重臂的作用力大小;
②水平地面受到的起重机的压强;根据杠杆平衡的条件和压强公式,实验时前一个需要测力臂和作图;
后一个需要测量长、宽求出地面的受力面积,这样都需要使用测量长度的工具---刻度尺(或三角板).
故答案为:刻度尺(或三角板).
(2)过杠杆OB的支点O作支撑臂CD对起重臂OB的作用力F作用线的垂直线段,即需要测量的力臂L.如图所示:

(3)起重机平放在水平地面上,处于静止状态,水平地面上的压力是由起重机和重物的重力而产生;
所以F=G1+G2,利用压强公式P=
F
S
可得:P=
F
S
=
G
S
=
G1+G2
S

根据方案一中步骤C的实验目的:根据轮胎和支架在坐标纸上留下的印迹,确定地面的受力面积的大小,所以根据这一目的,设计一个利用墨水对受力面积做出印记的方法;具体方法是:
在水平地面上铺上坐标纸,接着用毛笔在起重机的轮胎和支架上涂上墨水,然后将起重机平放在坐标纸上,保持整个装置处于静止状态.
(4)方案一和方案二的实验,主要是对受力面积的测量,受力面积的确定的准确程度是这一实验测量不够准确的原主要原因,即:
在方案一中,由于玩具汽车起重机(包括重物)较轻,导致其在复写纸上的印迹不够清晰;
在方案二中,由于墨水涂抹不均匀,导致印迹太深、太浅或者浸染到坐标纸上接触处以外的地方.
说明:其他合理的解释也正确.
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