内容正文:
6.5 探究杠杆的平衡条件实验
一.填空题(共2小题)
1、用图甲所示的装置探究杠杆的平衡条件,通过正确的实验操作,得到下表中的数据。
(1)第2次实验数据中的阻力臂L2应为_____m;
(2)第3次实验后,用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线(保持上端悬点不动),如图乙所示,不计摩擦,杠杆_____(填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是:右端钩码对杠杆的拉力的力臂_____。
2、如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。此时,应把杠杆两端的平衡螺母向_____(填"左"或“右")调节,使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。
(2)如图甲,杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:_____(用字母表示)。他这样得出的结论_____(填“合理”或"不合理");
(3)如图甲,杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。若此时再在两边钩码下同时加一个钩码,杠杆会_____(填"顺时针""逆时针"或"不")旋转。
二.简答题(共9小题)
1、下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程:(本实验均使用轻质杠杆)
实验1:在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验,记录多组数据。得出F1*s1=F2*s2(注: s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验,也得到了同样的结论。
该结论适用于所有平衡时的杠杆吗?
实验2:科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验,移动钩码,改变钩码数量,记录数据如表,分析表格数据发现上述结论并不成立,但发现一个新的等量关系,即: 。
s 和L(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时,哪个量才是有价值的呢?研究小组的同学观察到:支点到F1的作用点的距离(s1)与支点到F1的作用线的距离(L1)是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3:
①移动钩码,使杠杆 ,并使杠杆处于平衡状态。
②记录F1、s1、L1和F2、s2、L2。
③改变钩码数量,移动钩码,记录杠杆处于平衡时的多组 F1、s1、L1 和 F2、s2、L2。
④分析实验数据,得出弯杠杆的平衡条件。
最后,通过科学思维,得出所有杠杆的平衡条件都是:F1×L1=F2×L2。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用,如用图1方式提升物体比用图2方式省力,就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。
请回答:
(1)在研究一侧弯曲的杠杆时,发现的一个新的等量关系是:_____。
(2)请将实验3中①补充完整。
①移动钩码,使杠杆_____,并使杠杆处于平衡状态。
(3)"支点到力的作用线的距离"在科学上被称为_____。通过探究杠杆平衡条件的实验,使我们深深认识到建立这一科学量的价值。
(4)用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是:
图1中动力臂与阻力臂的关系是_____(“相同”或 具体的倍数);图2中动力臂与阻力臂的关系是_____(“相等”或 具体的倍数)。
2、在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,在水平位置平衡的目的是便于测量_____。
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂_____个相同的钩码;当杠杆平衡后,将 A、 B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O的方向各移动一小格,则杠杆的_____(选填“左”或“右”)端将下沉。
(3)如图丙所示,在A点挂一定数量的钩码,用弹簧测力计在 C点斜向上拉(与水平方向成30角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数如图丙所示,已知每个钩码重0.4N,则在A点应挂_____个钩码。
3、在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件。以下是他们的部分实验过程:
(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在_____位置平衡,以方便直接读出力臂。
(2)接下来,他们使杠杆在如图位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1N,杠杆质量、刻度分布均匀);小玲认为杠杆的平衡条件应为F1=F2,l1=l2,而小军则认为实验还需要进一步改进。你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是_____(填“正确的”或“错误的”)。
(3)如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右端的两个钩码向右移动_____个格,杠杆才会再次平衡。
4、小梅在物理老师的指导下,利用一个重物、细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。
(1)实验前,为便于力臂的测量,她应通过调节杠杆两端的_____使杠杆在_____位置平衡。
(2)实验时,小梅决定先保持阻力 F2和阻力臂 l2不变,探究“杠杆平衡时,动力臂和动力之间的关系”。于是,她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处;然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码,移动其悬挂的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,如图所示,将动力F1和动力臂l1记录下来。
接下来,她要改变_____并移动其悬挂的位置,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来。
(3)小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。
表一 保持阻力F2和阻力臂l2不变,探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系
分析表1中的数据,小梅得出的结论是:保持阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力臂l1跟动力F1成_____关系。
(4)在前面实验的基础上,小梅进一步猜想:在更普遍的情况下,杠杆平衡时可能满足“动力F1×动力臂l1=阻力臂F2×阻力臂 l2”
为了验证小梅的这个猜想,小丽通过实验得到的实验数据如表2所示
表2 探究杠杆平衡时,动力F1、动力臂l1和阻力F2、阻力臂l2之间的关系
小梅认为,表2中小丽的实验数据缺乏普遍性,用来验证她的猜想不够充分,于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。
小梅的建议是:小丽还要在_____的情况下进行实验和收集数据。
5、在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于_____(填“平衡”或“非平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_____(填“左”或“右”)调。
(2)调节杠杆在水平位置平衡后,某小组的同学得到了如下表所示的实验数据,由此可总结出杠杆的平衡条件:_____(用F1、F2、l1、l2表示)。
(3)在完成实验后,陶子同学在A处挂了3个钩码(每个钩码重1N,杠杆上每格的长度为10 cm),如图乙所示,他将弹簧测力计斜向下拉,杠杆水平平衡(0A=30 cm,0B=40 cm),此时拉力与水平方向的夹角为30°,则弹簧测力计的示数为_____N。
6、小林用如图所示的器材探究“杠杆平衡的条件”,操作如下:
(1)实验前,小林发现杠杆静止在如图甲所示的位置,为了使杠杆在水平位置平衡,此时应向_____(选填“左” 或“右”)调节平衡螺母,以力便读取力臂;
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆_____(选填“左”或“右”)端将下沉;
(3)如果利用如图丙所示装置进行实验,每个钩码重 1N,杠杆平衡时弹簧测力计的读数为 4.5N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿堤线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数_____(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
7、利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前杠杆如图甲所示应将杠杆两端的平衡螺母向_____(“右”或“左”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以直接从杠杆上读出力臂的大小;
(2)杆平衡后如图乙所示在杠杆 B 点挂 3 个相同的钩码,则在杠杆的 D 点挂_____个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;
(3)保持 B 点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂l1和动力F1的数据绘制了l1—F1的关系图像,如图丙所示。请根据图像推算,当l1为 0.6m 时,F1为_____N
8、在探究"杠杆的平衡条件"实验时。
(1)填空题
(1)实验前,将杠杆置于支架上,当杠杆静止时,发现左端下沉,如图1所示,此时,应把杠杆的平衡螺母向_____(选填"左"或"右")调节,直至杠杆在_____(选填"任意"或"水平")位置平衡;
(2)调节平衡后,在杠杆上A点处挂两个钩码,如图2所示,则在B点处应挂_____个钩码,才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码,则杠杆_____(选填"能"或"不能")保持平衡;
(2)为了使实验结论具有_____(选填"普遍性"或"偶然性"),应改变钩码个数及悬挂位置,多次进行实验;
(4)实验时,不再调节平衡螺母,使杠杆的重心位置保持在O点不变,将支点换到O′点,如图3所示,发现A点处只挂1个钩码,杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N,则杠杆重力为_____N。由此可知,将杠杆支点位置设在_____(选填"O"或"O' ")点进行实验,能避免杠杆自身重力影响实验结论"动力×动力臂=阻力×阻力臂"的得出。
9、在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上_____个钩码,使杠杆在水平位置平衡。
(2)取下挂在B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,在弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数的变化是_____。
(3)在探究过程中,我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力和阻力臂四个物理量,在进行多次实验的过程中,我们_____(填“可以”或“不可以”)同时改变多个量进行探究测量。
(4)小明所在小组的同学们认真进行实验,实验方案如图丙,测量并记录了数据。他们发现,每
次实验都是F1 l1<F2 l2,这种情况显然不是误差造成的。经过分析,排除了l1、F2、l2发生测量错误的可能性。那么,每次测出来的动力都偏小的原因是_____。请你帮他们想个合适的方法解决这个问题:_____
学科网(北京)股份有限公司
$$
6.5 探究杠杆的平衡条件实验-答案解析
一.填空题(共2小题)
1、用图甲所示的装置探究杠杆的平衡条件,通过正确的实验操作,得到下表中的数据。
(1)第2次实验数据中的阻力臂L2应为_____m;
(2)第3次实验后,用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线(保持上端悬点不动),如图乙所示,不计摩擦,杠杆_____(填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是:右端钩码对杠杆的拉力的力臂_____。
正确答案:0.20 不能 变小
2、如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。此时,应把杠杆两端的平衡螺母向_____(填"左"或“右")调节,使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。
(2)如图甲,杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:_____(用字母表示)。他这样得出的结论_____(填“合理”或"不合理");
(3)如图甲,杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。若此时再在两边钩码下同时加一个钩码,杠杆会_____(填"顺时针""逆时针"或"不")旋转。
正确答案:左 F1l1=F2l2 不合理 逆时针
二.简答题(共9小题)
1、下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程:(本实验均使用轻质杠杆)
实验1:在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验,记录多组数据。得出F1*s1=F2*s2(注: s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验,也得到了同样的结论。
该结论适用于所有平衡时的杠杆吗?
实验2:科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验,移动钩码,改变钩码数量,记录数据如表,分析表格数据发现上述结论并不成立,但发现一个新的等量关系,即: 。
s 和L(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时,哪个量才是有价值的呢?研究小组的同学观察到:支点到F1的作用点的距离(s1)与支点到F1的作用线的距离(L1)是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3:①移动钩码,使杠杆 ,并使杠杆处于平衡状态。
②记录F1、s1、L1和F2、s2、L2。
③改变钩码数量,移动钩码,记录杠杆处于平衡时的多组 F1、s1、L1 和 F2、s2、L2。
④分析实验数据,得出弯杠杆的平衡条件。
最后,通过科学思维,得出所有杠杆的平衡条件都是:F1×L1=F2×L2。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用,如用图1方式提升物体比用图2方式省力,就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。
请回答:
(1)在研究一侧弯曲的杠杆时,发现的一个新的等量关系是:_____。
(2)请将实验3中①补充完整。
①移动钩码,使杠杆_____,并使杠杆处于平衡状态。
(3)"支点到力的作用线的距离"在科学上被称为_____。通过探究杠杆平衡条件的实验,使我们深深认识到建立这一科学量的价值。
(4)用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是:
图1中动力臂与阻力臂的关系是_____(“相同”或 具体的倍数);图2中动力臂与阻力臂的关系是_____(“相等”或 具体的倍数)。
正确答案:
(1)F1×s1=F2×l2
(2)倾斜 转动;倾斜或转动;转动或倾斜;
(3)力臂
(4)2倍 两倍; 相等
题目解析:
(1)【解析】(1)根据表格数据知F1×s1=F2×l2
(2)【解析】(2)本实验是研究支点到 F1的作用点的距离 (s1)与支点到 F1的作用线的距离(l1)哪个更有价值,所以应该让着两者不相等,所以应该让杠杆倾斜或转动时,记录杠杆处于平衡时的多组F、s、l 的关系;
(3)【解析】(3)科学上把支点到到力的作用线的距离称为力臂;
(4)【解析】(4)图1中是动滑轮,动力臂是阻力臂的2倍,而图2中是定滑轮,动力臂等于阻力臂,所以图1中的动力臂大于图2中的动力臂,所以用图1方式提升物体比用图2方式省力。
2、在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,在水平位置平衡的目的是便于测量_____。
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂_____个相同的钩码;当杠杆平衡后,将 A、 B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O的方向各移动一小格,则杠杆的_____(选填“左”或“右”)端将下沉。
(3)如图丙所示,在A点挂一定数量的钩码,用弹簧测力计在 C点斜向上拉(与水平方向成30角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数如图丙所示,已知每个钩码重0.4N,则在A点应挂_____个钩码。
正确答案:
(1)右 力臂 力臂的长度;
(2)6 右
(3)2
3、在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件。以下是他们的部分实验过程:
(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在_____位置平衡,以方便直接读出力臂。
(2)接下来,他们使杠杆在如图位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1N,杠杆质量、刻度分布均匀);小玲认为杠杆的平衡条件应为F1=F2,l1=l2,而小军则认为实验还需要进一步改进。你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是_____(填“正确的”或“错误的”)。
(3)如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右端的两个钩码向右移动_____个格,杠杆才会再次平衡。
正确答案:
(1)水平
(2)错误的
(3)3
题目解析:
(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺上的刻度直接读出来。
(2)接下来,他们使杠杆在题图位置静止,多次实验,记录数据如题中表格所示(每个钩码的重力为1N,杠杆质量、刻度分布均匀)。小玲认为杠杆的平衡条件应为F1=F2,l1=l2。小玲总结的杠杆的平衡条件是错误的,原因是没有改变力的作用点,应改变力的作用点多做几组实验,得出普遍规律。
(3)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,根据杠杆平衡条件可得4Gx3L=2G xnL,解得n=6,他应该将右端的两个钩码向右移动6L-3L=3L,即向右移动3个格。
4、小梅在物理老师的指导下,利用一个重物、细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。
(1)实验前,为便于力臂的测量,她应通过调节杠杆两端的_____使杠杆在_____位置平衡。
(2)实验时,小梅决定先保持阻力 F2和阻力臂 l2不变,探究“杠杆平衡时,动力臂和动力之间的关系”。于是,她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处;然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码,移动其悬挂的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,如图所示,将动力F1和动力臂l1记录下来。
接下来,她要改变_____并移动其悬挂的位置,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来。
(3)小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。
表一 保持阻力F2和阻力臂l2不变,探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系
分析表1中的数据,小梅得出的结论是:保持阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力臂l1跟动力F1成_____关系。
(4)在前面实验的基础上,小梅进一步猜想:在更普遍的情况下,杠杆平衡时可能满足“动力F1×动力臂l1=阻力臂F2×阻力臂 l2”
为了验证小梅的这个猜想,小丽通过实验得到的实验数据如表2所示
表2 探究杠杆平衡时,动力F1、动力臂l1和阻力F2、阻力臂l2之间的关系
小梅认为,表2中小丽的实验数据缺乏普遍性,用来验证她的猜想不够充分,于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。
小梅的建议是:小丽还要在_____的情况下进行实验和收集数据。
正确答案:
(1)平衡螺母 水平
(2)动力的大小 动力大小;
(3)反比例
(4)力的方向不在竖直方向
题目解析:
(1)【解析】(1)实验前,先把杠杆的中点支在支架上,调节两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是使杠杆的重心通过支点,可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响;
(2)【解析】(2)实验时,小梅决定先保持阻力F2和阻力臂l2不变,探究“杠杆平衡时,动力臂和动力之间的关系”。她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处;然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码,移动其悬挂的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,如图所示,将动力F1和动力臂l1记录下来。接下来,她要改变动力的大小,并移动其悬挂的位置,多次重复前面的实验,并把相应的数据记录下来;
(3)【解析】(3)由于此题中的阻力和阻力臂不变,据F1F1=F2F2可知,利用图象中任意一组数据都能得出,F2L2=F1L1=0.5m×0.2N=0.1N⋅m,分析表1中的数据,小梅得出的结论是:保持阻力和阻力臂不变,杠杆平衡时,动力臂l1跟动力F1成反比例关系;
(4)【解析】(4)表2中小丽的实验数据缺乏普遍性,用来验证她的猜想不够充分,于是小丽的实验和收集数据提出了具体的建议;
小梅的建议是:小丽还要在力的方向不在竖直方向的情况下进行实验和收集数据。
【分析】(4)改变拉力的方向,验证杠杆的平衡条件。
5、在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于_____(填“平衡”或“非平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_____(填“左”或“右”)调。
(2)调节杠杆在水平位置平衡后,某小组的同学得到了如下表所示的实验数据,由此可总结出杠杆的平衡条件:_____(用F1、F2、l1、l2表示)。
(3)在完成实验后,陶子同学在A处挂了3个钩码(每个钩码重1N,杠杆上每格的长度为10 cm),如图乙所示,他将弹簧测力计斜向下拉,杠杆水平平衡(0A=30 cm,0B=40 cm),此时拉力与水平方向的夹角为30°,则弹簧测力计的示数为_____N。
正确答案:
(1)平衡 左
(2)F1l1=F2l2
(3)4.5
题目解析:
(1)【解析】(1)杠杆静止在如图甲所示的位置,处于平衡状态;杠杆现在左高右低,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调。
(2)【解析】(2)由表格中数据知,
第1组数据:1Nx30cm=3Nx10 cm;
第2组数据:2Nx20cm=1Nx40cm;
第3组数据:3Nx20cm=6Nx10cm,
由此可得杠杆的平衡条件是动力x动力臂=阻力x阻力臂,即F1l1=F2l2。
(3)【解析】(3)根据杠杆的平衡条件可得,解得F2=4.5N。
6、小林用如图所示的器材探究“杠杆平衡的条件”,操作如下:
(1)实验前,小林发现杠杆静止在如图甲所示的位置,为了使杠杆在水平位置平衡,此时应向_____(选填“左” 或“右”)调节平衡螺母,以力便读取力臂;
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆_____(选填“左”或“右”)端将下沉;
(3)如果利用如图丙所示装置进行实验,每个钩码重 1N,杠杆平衡时弹簧测力计的读数为 4.5N。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿堤线方向拉,为了保证杠杆在水平位置平衡,其示数_____(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
正确答案:
(1)右
(2)左
(3)变大
题目解析:
(1)由图甲可知,杠杆左端下倾,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移,所以平衡螺母向右移动;
(2)假设每个钩码的重力为GG,根据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂可知,4G×3=3G×4;如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,此时3G×3>2G×4,故杠杆左端下沉;
(3)如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变,把弹簧测力计沿虚线方向拉,动力臂减小,根据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂可知,动力增大,所以弹簧测力计示数增大。
7、利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前杠杆如图甲所示应将杠杆两端的平衡螺母向_____(“右”或“左”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以直接从杠杆上读出力臂的大小;
(2)杆平衡后如图乙所示在杠杆 B 点挂 3 个相同的钩码,则在杠杆的 D 点挂_____个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;
(3)保持 B 点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂l1和动力F1的数据绘制了l1—F1的关系图像,如图丙所示。请根据图像推算,当l1为 0.6m 时,F1为_____N
正确答案:
(1)右
(2)3
(3)0.5
8、在探究"杠杆的平衡条件"实验时。
(1)实验前,将杠杆置于支架上,当杠杆静止时,发现左端下沉,如图1所示,此时,应把杠杆的平衡螺母向_____(选填"左"或"右")调节,直至杠杆在_____(选填"任意"或"水平")位置平衡;
(2)调节平衡后,在杠杆上A点处挂两个钩码,如图2所示,则在B点处应挂_____个钩码,才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码,则杠杆_____(选填"能"或"不能")保持平衡;
(2)为了使实验结论具有_____(选填"普遍性"或"偶然性"),应改变钩码个数及悬挂位置,多次进行实验;
(4)实验时,不再调节平衡螺母,使杠杆的重心位置保持在O点不变,将支点换到O′点,如图3所示,发现A点处只挂1个钩码,杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N,则杠杆重力为_____N。由此可知,将杠杆支点位置设在_____(选填"O"或"O' ")点进行实验,能避免杠杆自身重力影响实验结论"动力×动力臂=阻力×阻力臂"的得出。
正确答案:
(1)右 水平 3 不能
(2)普遍性 0.25 O
9、在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上_____个钩码,使杠杆在水平位置平衡。
(2)取下挂在B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,在弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数的变化是_____。
(3)在探究过程中,我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力和阻力臂四个物理量,在进行多次实验的过程中,我们_____(填“可以”或“不可以”)同时改变多个量进行探究测量。
(4)小明所在小组的同学们认真进行实验,实验方案如图丙,测量并记录了数据。他们发现,每
次实验都是F1 l1<F2 l2,这种情况显然不是误差造成的。经过分析,排除了l1、F2、l2发生测量错误的可能性。那么,每次测出来的动力都偏小的原因是_____。请你帮他们想个合适的方法解决这个问题:_____
正确答案:
(1)3 先变小后变大
(2)可以 弹簧测力计没有调零 把弹簧测力计调零
题目解析:
(1)【解析】(1)设杠杆的一个小格长为L,一个钩码的重力为G,因为动力x动力臂=阻力x阻力臂,所以2Gx3L=nGx2L,解得n=3,所以可在B位置挂3个钩码。
(2)由题图乙可知,OC为最长动力臂,在弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,阻力、阻力臂不变,动力臂先变长后变短,杠杆在水平位置始终保持平衡,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计示数先变小后变大。
(2)【解析】(3)由于杠杆的平衡条件是动力x动力臂 =阻力x阻力臂,所以在“探究杠杆的平衡条件”实验时,在进行多次实验的过程中,我们可以同时改变多个量,通过比较计算结果得出结论。
(4)经过分析,在排除了l1、F2、l2发生测量错误的可能性的情况下,测出来的动力都偏小的原因可能是弹簧测力计没有调零;解决这个问题的方法是把弹簧测力计调零。
学科网(北京)股份有限公司
$$