Question

17．小明、小亮和小敏在實(shí)驗(yàn)室分別做三個(gè)小實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，他們分別遇到了不同的困惑，有些困惑，他們通過(guò)交流已經(jīng)提出了解決方案，但還需要聽聽你的意見；有些困惑，需要你幫助解決． 
（1）小明的實(shí)驗(yàn)是“探究杠桿的平衡條件”，他在完成教材中的探究任務(wù)后，又多加了一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)繼續(xù)進(jìn)行探究．他的困惑是：在圖所示杠桿已經(jīng)平衡的情況下，不知道怎樣測(cè)彈簧拉力的力臂．請(qǐng)你在如圖1中幫小明作出彈簧拉力 F 對(duì)支點(diǎn) O 的力臂．
（2）小亮的實(shí)驗(yàn)是“探究同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系”，他選擇了三個(gè)體積不同，質(zhì)量分別為 89g、178g、356g 的實(shí)心銅塊做實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中，他用每次都盛有 30cm³水的量筒分別測(cè)出了三個(gè)銅塊的體積，并將數(shù)據(jù)記錄在了自己設(shè)計(jì)的表格中．

	質(zhì)量 m/g	體積 V/cm 3	比值（ m/V ）
銅塊1	89	10
銅塊2	178	20
銅塊3	356	70

小亮在計(jì)算質(zhì)量與體積的比值（ m/V ）時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中的一個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量有錯(cuò)誤，這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該是70cm³（填該數(shù)據(jù)的數(shù)字和它的單位）．小亮的困惑是：不清楚這個(gè)錯(cuò)誤是怎樣產(chǎn)生的．請(qǐng)你幫小亮指出該錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因：沒有用放入銅塊后水和銅塊的總體積減去最初水的體積．
（3）小敏的實(shí)驗(yàn)是“探究凸透鏡成像的特點(diǎn)”．她的困惑是：不知道實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備的凸透鏡的焦距．小亮給他提供的解決方案是：根據(jù)如圖2所示的設(shè)計(jì)方案圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)出焦距．你的意見：小亮的“方案”是可行（填“可行”或“不可行”）的．
A．如果“方案”可行，請(qǐng)你對(duì)利用該“方案”測(cè)量焦距的具體操作提出一條注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)中要讓平行光盡量與透鏡的主光軸平行；
B．如果“方案”不可行，請(qǐng)?zhí)岢瞿愕慕鉀Q方案：實(shí)驗(yàn)中要在光屏上得到最小最清晰的光點(diǎn)時(shí)，才停止移動(dòng)光屏．．（說(shuō)明：若你認(rèn)為“方案”可行，則選A解答，若你認(rèn)為“方案”不可行，則選B解答）

Answer 1

分析 （1）杠桿在水平位置平衡后，鉤碼重力的方向是豎直向下，力臂正好等于支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，可以從杠桿上直接測(cè)出；當(dāng)測(cè)力計(jì)的拉力方向傾斜時(shí)，依據(jù)力臂的定義畫出支點(diǎn)到力的作用線的距離，即為測(cè)力計(jì)拉力的力臂．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算m/V的值，然后比較分析結(jié)果，比值與其它值不同的，就存在問(wèn)題．然后分析這個(gè)數(shù)據(jù)與實(shí)際值之間的大小關(guān)系．
（3）凸透鏡的焦距就是指焦點(diǎn)到凸透鏡的光心的距離，所以利用凸透鏡可把平行光會(huì)聚為焦點(diǎn)來(lái)測(cè)量．凸透鏡焦點(diǎn)必須是平行于透鏡主光軸光線的會(huì)聚點(diǎn)．

解答 解：（1）如圖支點(diǎn)O到力的作用線的距離，即為測(cè)力計(jì)拉力F的力臂：
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算質(zhì)量與體積的比值，填入下面的表格中：

	質(zhì)量m/g	體積V/cm3	比值（m/V）/（g/cm3）
銅塊1	89	10	8.9
銅塊2	178	20	8.9
銅塊3	356	70	5.1

分析結(jié)果，銅塊3的比值與其它值不同，偏小了，表明體積70cm³是錯(cuò)誤的，比實(shí)際值偏大，可能是沒有用浸入銅塊后水和銅塊的總體積減去最初水的體積造成的．
（3）由圖可知是利用凸透鏡可把平行光會(huì)聚為焦點(diǎn)來(lái)測(cè)量的，而凸透鏡的焦距就是指焦點(diǎn)到凸透鏡的光心的距離，所以此方案可行．但必須注意，凸透鏡焦點(diǎn)是平行于透鏡主光軸光線的會(huì)聚點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)要讓平行光線盡量與透鏡的主光軸平行才行．
  若認(rèn)為方案不可行，提出的解決方案必須簡(jiǎn)單明了、合情合理也可．
故答案為：（1）如圖所示；（2）70 cm ³；沒有用放入銅塊后水和銅塊的總體積減去最初水的體積；
（3）可行；實(shí)驗(yàn)中要讓平行光盡量與透鏡的主光軸平行；實(shí)驗(yàn)中要在光屏上得到最小最清晰的光點(diǎn)時(shí)，才停止移動(dòng)光屏．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物理的三個(gè)不同類型的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：力臂的畫法、密度實(shí)驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)的分析、利用了凸透鏡的會(huì)聚作用來(lái)測(cè)量焦距．