Question

用如圖所示裝置做“研究有固定轉動軸物體的平衡條件”的實驗，力矩盤上各同心圓的間距相等．

（1）（多選題）在用細線懸掛鉤碼前，下列措施中哪些是必要的（　　）
（A）判斷力矩盤是否處在豎直平面
（B）判斷橫桿MN是否嚴格保持水平
（C）判斷力矩盤與轉軸間的摩擦是否足夠小
（D）判斷力矩盤的重心是否位于盤中心
（2）在力矩盤上A、B、C三點分別用細線懸掛鉤碼后，力矩盤平衡，如圖所示，已知每個鉤碼所受重力為1 N，則此時彈簧秤示數應為________N．
（3）若實驗前，彈簧秤已有0.2 N的示數，實驗時忘記對彈簧秤進行調零，則完成實驗后測量出的順時針力矩與逆時針力矩相比，會出現M順______M逆（選填“＞”、“＝”或“＜”）．

Answer 1

（1） A C D （2）3 （3）  <  

試題分析：（1）因為重力方向豎直向下，即重力只能在豎直面內作用。故選(A).。力矩盤與轉軸間的摩擦應足夠小，則摩擦力產生力矩可忽略。故選(C)。力矩盤的重心若不位于盤中心，則力矩盤的重力也要產生力矩，那么實驗時必須將力矩盤重力產生的力矩計算在內。力矩盤的重心若位于盤中心，則力矩盤的重力產生的力矩為零。故選(D)。而橫桿MN是否嚴格保持水平，并不影響實驗結果。
（2）由力矩平衡原理（設力矩盤上各同心圓的間距相等，且為R）得：
     (F為彈簧秤示數)
解得：F＝3N
（3）若實驗前，彈簧秤已有示數，實驗時忘記對彈簧秤進行調零，計算逆時針力矩力矩時， F代入數值就比實際值大，得到的結果：順時針力矩比逆時針力矩小。
點評：本題考查了通過轉動平衡求力矩的實驗設計，通過巧妙設計，借助圓來求出相應力矩大小