第十二章简单机械----探究杠杆的平衡条件的实验练习 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第十二章 简单机械----探究杠杆的平衡条件的实验练习 1．用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。 （1）实验开始时，调节杠杆平衡，应将平衡螺母向 移动； （2）调节杠杆水平位置平衡的目的 ； （3）实验中发现，保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计的拉力偏离竖直方向，测力计拉力会变 ，原因是 。 2．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）在没有挂钩码时杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆 （选填“平衡”或“不平衡”），为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向 边旋一些（选填“左”或“右”）； （2）调好后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验，你认为第 （选填“一”或“二”）组实验更好，理由是便于测量 （选填“力”或“力臂”）； （3）在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了 。 A．减小摩擦                            B．使每组数据更准确 C．多次测量取平均值减小误差            D．获取多组实验数据归纳出物理规律 3．在“探究杠杆平衡条件”的实验中； （1）实验前，先把杠杆的中点支在支架上，发现左端下降，应将平衡螺母向 调节，使杠杆在 位置平衡，这样做的目的是： ；（图中杠杆上每格距离相等） （2）实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是 ； （3）如图所示，杠杆处于平衡状态．如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后，杠杆 （能／不能）保持平衡。 4．如图所示，这是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干）。 （1）将该装置置于水平桌面上，静止时处于如图甲所示状态。应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于直接测量 。 （2）如图乙中杠杆恰好处于水平平衡，若在A、B两点下方各再挂一个相同的钩码，杠杆将 （选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持水平平衡”）。 （3）在如图乙实验的基础上通过改变钩码数量及移动钩码悬挂的位置进行多次实验，其目的是 （选填“减小误差”或“寻找普遍规律”），通过分析实验中的数据可得出杠杆的平衡条件是 （用式子表示）。 （4）如图丙中杠杆每个小格长度均为5cm，在C点竖直悬挂4个钩码，当在D点用如图丙所示动力F拉杠杆。要使杠杆在水平位置平衡，此时动力臂为 m，动力F为 N。 5．小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。 （1）实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时应将杠杆右端的螺母向 调节或将左端的平衡螺母向 调节，使杠杆在水平位置达到平衡； （2）在杠杆两侧挂上不回数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是 ； （3）实验时，小明在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，如图乙所示，则在右侧B位置（右边位置第三格）应挂 个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡； （4）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是 。大致可以反映拉力F的大小随它的力臂l变化的关系的是： 。 6．如图是小华“探究杠杆平衡条件”的实验（实验中所用每个钩码质量相同，杠杆刻度均匀）： （1）如图甲所示，杠杆在此位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。 （2）实验前应向 （选填“左”或“右”）适当调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是为了便于测量 。 （3）经过实验，获得了如表数据： 实验序号 动力 F1/N 动力臂l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 10 1 5 2 2 15 1.5 20 3 1.5 10 3 5 ①根据实验数据可得出杠杆平衡条件是： （用公式表示） ②小明多次测量并记录数据的目的是： 。 （4）如图乙所示，在杠杆左边A处挂2个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，则需在杠杆右侧距O点 格的位置挂3个相同的钩码。 （5）如图丙所示，用弹簧测力计在a位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计逐渐向右倾到b位置时，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 7．利用下图的实验装置探究“杠杆的平衡条件” （1）将该装置置于水平桌面上，静止时如图甲所示，此时杠杆处于 （平衡/非平衡）状态，为完成实验，应将杠杆的左边的平衡螺母向 调，右边的平衡螺母应向 调； （2）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是 。经老师提醒后，小明继续进行实验，如图乙，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格，则杠杆 （选填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）； （3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将 ； （4）杆秤是我国古代对杠杆平衡条件的应用．小华用硬杆自制了一个杆秤，杆的粗细不均匀，将提纽固定在O点，提起提纽，托盘中不放重物，将秤砣移至O点左侧的B点，秤杆可以在水平位置平衡，如图所示。已知提纽与托盘间距离OA＝10cm，OB＝2cm，秤砣质量m＝0.5kg．关于该杆秤，以下说法正确的是 。 A．秤的零刻线在O点 B．因杆粗细不均匀，所以秤的刻线分布也不均匀 C．秤的2kg刻度线在O点右侧C处，OC＝38cm D．称量物体质量时，若杆秤右端上扬，可将秤砣向左侧适当移动 8．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆（每个小格均等长）、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1N的钩码。 （1）如图甲所示，杠杆静止在如图所示的位置，此时杠杆 （选填“达到”或“没达到”）平衡状态，为了便于测量力臂要将如图甲所示杠杆调节在水平位置平衡，应将螺母适当往 （选填“左”或“右”）调； （2）使杠杆保持水平并静止，这样调的目的是便于测量 ； （3）杠杆调节好后，进行了三次实验，实验情景如图乙、丙、丁所示，以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2，对应的力臂为l1和l2，由此可得杠杆的平衡条件为 。实验中进行多次实验的目的是 （选填“A”或“B）； A．取平均值减小误差 B．使实验结论具有普遍性 （4）如下图，在杠杆上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；杠杆水平平衡后，小明又将A、B点所挂钩码同时向远离支点O的方向移动一格，杠杆的 （选填“左”或“右”）侧下沉； （5）将如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个，则杠杆衡 （选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）； （6）如下图所示，用细绳竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，则拉力F为 N；保持杠杆平衡，此时杠杆的类型与 相同（选填“筷子”或“老虎钳”）；用弹簧测力计代替钩码的好处是 ；将细绳转到虚线位置时，拉力F大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。若用弹簧测力计倾斜拉杠杆，水平平衡时弹簧测力计读数为F2，则F1 F2（选填“<”“>”或“＝”），由此得到“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”的实验结论是 的（选填“正确”或“错误”）； （7）如下图是公园里的跷跷板，若要使静止跷跷板发生转动，小男孩可以采取的做法是 。 第十二章 简单机械----探究杠杆的平衡条件的实验练习答案 1． 右 便于测量力臂 大 拉力的力臂变小 解：（1）[1]由图可知，杠杆不在水平位置，左端下沉，说明左端较重，则应向右调节平衡螺母，直到杠杆在水平位置平衡。 （2）[2]使杠杆在水平位置平衡，杠杆的力臂就在杠杆上，便于直接从杠杆上读出力臂的大小。 （3）[3][4]保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计的拉力偏离竖直方向，拉力的力臂变小，但阻力和阻力臂均不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的拉力会变大。 2． 平衡 右 二 力臂 D 解：（1）[1][2]杠杆静止时，就是处于平衡状态；杠杆左端低右端高，说明杠杆的重心在支点左侧，为使杠杆在水平位置平衡，需要使杠杆重心右移，应将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。 （2）[3][4]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此第二组实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，力臂直接从杠杆上直接读取。 （3）[5]探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3． 右 水平 消除杠杆自重对实验的影响 寻找普遍规律，避免偶然性 不能 解：（1）[1]左端下降，为了杠杆的平衡，应将平衡螺母向右边移动。 [2][3]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，其目的是力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时消除杠杆自重对实验的影响。 （2）[4]实验中多次测量，得到多组数据并进行分析，总结结论，这样做是使实验结论具有普遍性，避免偶然性。 （3）[5]设杠杆一个小格代表L，一个钩码重为G，如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后，杠杆左端 杠杆右端 因为左边不等于右边，所以杠杆不能保持平衡。 4． 左 力臂 右端下沉 寻找普遍规律 F1l1＝F2l2 0.1 2 解：（1）[1]为使杠杆在水平位置平衡，杠杆右端下沉，应将杠杆的平衡螺母向左移。 [2]在实验中也必须使杠杆在水平位置平衡是为了便于测量力臂。 （2）[3]如图乙所示，设一格的长度为l，根据杠杆的平衡条件可比较左右两侧力与力臂的乘积： 左端 4G×2l＝8Gl 右端 3G×3l＝9Gl 左端力与力臂的乘积小于右端的力与力臂的乘积，在A、B两点下方各再挂一个相同的钩码，杠杆将右端下沉。 （3）[4]该实验是探究杠杆的平衡条件，实验中测量多组数据，是为了寻找普遍性规律。 [5]由几组数据分析，各组数据的“动力×动力臂”与“阻力×阻力臂”相等，可知杠杆平衡条件为：F1l1＝F2l2。 （4）[6]当动力在D点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是： [7]根据杠杆的平衡条件Fl1＝4Gl2可得，动力为： 5． 右 右 便于测量力臂 4 变小 拉力F的力臂变大 B 解：（1）[1][2]为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，杠杆右端偏高，应将杠杆右端的螺母向右端移动或将左端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。 （2）[3]在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，此时两个力臂在杠杆上，这样做的目的是：便于测量力臂。 （3）[4]设一个钩码的重力为G，设杠杆的一个小格为L，由杠杆的平衡条件可得 解得应挂钩码的个数 即在B位置挂上4个钩码，使杠杆在水平位置平衡。 （4）[5]图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变小。 [6]当拉力由倾斜变成垂直时，阻力、阻力臂不变，拉力F的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，相应的力会变小，这样杠杆才能在水平位置保持平衡。 [7]由杠杆的平衡条件可知，阻力和阻力臂不变时，动力与动力臂的乘积不变，从而得到拉力F和拉力F的力臂成反比，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6． 平衡 右 力臂 F1l1=F2l2 使结论具有普遍性 2 变大 解：（1）[1]杆静止时右端高左端低，此时杠杆处于静止状态，故是处于平衡状态。 （2）[2][3]杠杆右端高左端低，则杠杆的重心在支点左侧，要使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向右调节，目的是为了便于测量力臂。 （3）[4]①计算每一次实验力与相应力臂的乘积，通过比较发现：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即 F1l1=F2l2 [5]②探究性实验数据只测量一次，其结果带有较大的偶然性，多次测量的结论才具有普遍性。 （4）[6]设一钩码重为G，一格为L，根据杠杆平衡条件可知 2G×3L=3G×nL 所以n=2，需在杠杆右侧距O点3格的位置挂3个相同的钩码。 （5）[7]保持A点不变，若弹簧测力计逐渐向右倾时，由力臂的定义可知F的力臂变小，阻力、阻力臂不变，弹簧测力计的示数变大。 7． 平衡 右 右 实验次数太少，得出的结论具有偶然性 右端下沉 变大 C 解：（1）[1][2][3]静止是平衡状态，甲图杠杆平衡，此时杠杆处于平衡状态；杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应向右调节左端或右端的平衡螺母。 （2）[4][5]只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧3G×1L=3GL，右侧2G×2L=4GL，因为4GL＞3GL杠杆不能平衡，右端下沉。 （3）[6]保持B点不变，若拉力F从α到b倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力臂变小，力变大。 （4）[7]A．我们在称重时，当不放任何重物的情况下，提起提纽，将秤陀移动到B点，此时秤杆在水平位置平衡，所以B点就是杠杆的重心，因此B点应该为零刻度线，不是O点，故A错误； B．我们做题时可以把秤杆理解为一根杠杆，则根据杠杆的平衡条件：F1l1=F2l2，可以知道与杠杆自重无关，与杆的粗细也无关，只与杠杆上的力和力臂有关，也就是重物质量，称重时刻度线的位置有关，所以秤秆上的刻度线是均匀分布的，故B错误； C．在2kg刻度线时：示重物为2kg，此时手提点为O点，l1为OA的距离0.1m，可知 F1l1=2kg×10N/kg×0.10m=2Nml2为OB+OC的距离，可知 F2l2=0.5kg×10N/kg×(0.02m+0.38m)=2Nm 此时，F1l1=F2l2，故C正确； D．秤杆右端上扬，就说明了左端重，也就是重物质量更大，这个时候根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，l1、F2不变，F1变大了，则l2也应该变大，所以应将秤陀向右移，增加力臂使其平衡，故D错误。 故选C。 8. 达到 右 力臂 F1l1=F2l2 B 2 左 左 1 老虎钳 可以改变力的方向 变大 < 错误 女孩不动，男孩向远离支点方向移动 解：（1）[1]图甲中，杠杆处于静止状态，此时杠杆达到平衡状态。 [2]杠杆的右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向右调节。 （2）[3]让杠杆在水平位置平衡，动力和阻力的方向与杠杆垂直，动力臂和阻力臂在杠杆上，可以直接从杠杆上读取力臂，便于测量力臂。 （3）[4]设一个钩码的重力为G，杠杆一格长为l，图甲中得到 2G×3l=G×6l 图乙中得到 2G×3l=3G×2l 图丙中得到 3G×4l=2G×6l 可得出的杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2（或动力×动力臂=阻力×阻力臂）。 [5]本题为探究性实验，实验中多次实验，是为了得出普遍性结论，避免偶然性，故选B。 （4）[6]设杠杆每个格的长度为l，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件得到 4G×2l=nG×4l 解得n=2，需挂2个钩码。 [7]若A、B两点的钩码同时向远离支点O的方向移动一个格，则左侧力与力臂的乘积为 4G×3l=12Gl 右侧力与力臂的乘积为 2G×5l=10Gl 由 12Gl>10Gl 可知，杠杆的左侧下沉。 （5）[8]如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个，左端 2G×4l=8Gl 右端 G×6l=6Gl 左端力和力臂的乘积较大，故左端下沉。 （6）[9]设杠杆每个格的长度为l，每个钩码的重力为G=1N，根据杠杆的平衡条件得到 2G×2l=F×4l 解得 F=G=1N [10]此时动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，属于省力杠杆，老虎钳是省力杠杆，筷子是费力杠杆，此时杠杆的类型与老虎钳相同。 [11]将一侧的钩码换成弹簧测力计继续实验，好处是可以改变力的方向。 [12]保持杠杆平衡，将细绳转到虚线位置时，拉力的方向不再与杠杆垂直，动力臂变小，根据杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大。 [13][14]用弹簧测力计倾斜拉杠杆，水平平衡时，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大，所以 F1<F2 因此由此得到“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”的实验结论是错误。 （7）[15]图中跷跷板向右偏转，右侧力和力臂的乘积较大，要使翘翘板转动，可以让女孩这边的力和力臂不变，由杠杆平衡条件可知，男孩对杠杆的作用力不变，男孩这边的力臂增大，可采取的做法是：女孩不动，男孩向远离支点方向移动。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$