期末复习----探究杠杆的平衡条件实验练习2024-2025学年沪科版八年级物理全一册

期末复习----探究杠杆的平衡条件实验练习沪科版 1．如图所示为以O为支点的杠杆，杠杆上相邻刻线间的距离相等，另有钩码若干且每个钩码所受重力均为0.5N。 （1）杠杆在图甲所示的位置保持静止时，杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节； （2）杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了4个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，可在B点下方挂 个钩码；或在C点竖直 （选填“向上”或“向下”）施力，其大小为 N。 2．小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有刻度均匀的杠杆、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个； (1)如图A所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在 位置平衡，目的是便于测量 ，支点选在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡的影响； (2)小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图B所示，他们记录的数据为动力F1=1.5N，动力臂l1=0.1m，阻力F2=1N，则阻力臂l2= m； (3)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是 。 3．小明用图示装置来探究杠杆的平衡条件，设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。他的实验思路是改变F2、l1和l2，测得杠杆平衡时所需的拉力F1，来寻找F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系。已知弹簧测力计的量程为0~5N，杠杆上每一格长10cm。 实验次数 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 动力臂l1/cm 动力F1/N 1 4 33 30 2 4 18 30 2.4 3 4 7.5 30 1.0 (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 调节，使杠杆在不挂钩码时保持水平平衡，这样做的目的是 ； (2)分析表中数据可得出杠杆的平衡条件为 （用F1、F2、l1和l2表示）； (3)实验中进行多次实验的目的是__________（选填“A”或“B”）。 A．取平均值减少误差 B．使实验结论具有普遍性 4．如图所示，在做“探究空气的浮力”实验时，进行了如下的步骤： （1）将一只打足气的气球和一只套扎在气针上的未充气的玩具气球一起悬挂在杠杆的左端； （2）调节杠杆右端的钩码挂的位置，使杠杆在水平位置 ； （3）将气针插入篮球的气孔中篮球中的部分空气就充入气球：此步骤的目的是使 保持不变，气球受到的浮力 ； （4）随着气球的不断膨胀，发现杠杆挂 的一端下降了； （5）根据这个实验现象可得出：气体对浸在其中的物体有 的浮力。 5．在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。 (2)如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，若在A处下方再挂一个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，需将挂在B处的钩码向右移动 格。 (3)实验中多次改变力和力臂的大小，进行多次实验，其目的是______（选填“A”或“B”）。 A．减小误差 B．使结论具有普遍性 (4)如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 。 6．在“探究杠杆平衡条件”的实验中： (1)实验开始时，杠杆的位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向 移动（选填“左”或“右”），在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是 。 (2)杠杆平衡后，小英同学在图乙所示的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。若此时两边同时再加一个钩码，两边 （“能”“不能”）平衡，若不能，杠杆将向 （“A”“B”）边倾斜， (3)取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的B点，当弹簧测力计由位置a专至位置b的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图丙），测力计示数如何变化 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 (4)调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆重新平衡，得到如表中的实验数据： 次数 动力F₁/N 动力臂l₁/cm 阻力F₂/N 阻力臂l₂/cm 1 5 8 8 5 2 4 10 10 4 3 3 15 15 3 记录数据后，某同学分析实验数据得到如下结论 。 7．实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔槔的使用原理。 (1)实验前，杠杆水平静止，如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆 （选填“仍能”或“不能”）在水平位置静止。 (2)调节杠杆水平平衡，进行多次实验，数据记录如下表： 实验次序 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 2 12.0 1 24.0 2 2 5.0 1 10.0 3 3 10.0 2 15.0 4 3 12.0 2 18.0 ①分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是 （用表格中的字母表示）。多次实验的目的是 （填字母）。 A．寻找普遍规律    B．减小实验误差 ②如图乙所示，此时在右侧钩码下端加挂一个钩码，杠杆会 （选填“左端下沉”或“右端下沉”）。 (3)桔槔是我国古代的取水工具，如图丙所示，在井边竖一根树杈，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图丁所示。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件可知，可以 （选填“增大”或“减小”）石块的质量或向 （选填“左”或“右”）移动杠杆的支点。 8．在探究“杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆左端下沉，如图甲，则应将螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在水平位置平衡； (2)调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂为 cm； 次序 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 0.5 16.0 1.0 2 1.0 15.0 1.0 15.0 3 2.0 15.0 1.5 20.0 (3)分析表中实验数据，得出杠杆的平衡条件为 （用、、、表示）；第3次实验的杠杆类型属于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，教室里的劳动工具中有这类杠杆，请举一例: ，简要说明判断理由： ； (4)如图丙，始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置的过程中，的大小将__________（填字母）。 A．不变 B．变小 C．变大 D．先变大后变小 【补充设问】 (5)小庆同学正确完成一次操作后，杠杆平衡，记录的数据为动力，动力臂，阻力，阻力臂，他测出了这组数据后就得出了“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论。你认为他的结论是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 ； (6)某次实验时，小宁同学在已调好的杠杆两侧挂上钩码后，杠杆右端下沉。为了使杠杆在水平位置平衡，下列操作正确的是________（填字母）。 A．将左侧钩码向左移动 B．将右侧钩码向右移动 C．将螺母向左调节 (7)如果在图乙中杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究中 （选填“会”或“不会”）影响到杠杆的平衡，请说明理由： 。 (8)某次实验后，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），如图丁所示，不计摩擦，杠杆 （选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡，原因是 ； (9)课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种橡皮，使其在水平位置再次平衡，如图戊所示，则力臂 。若两边同时各取走一块橡皮，则杠杆的 （选填“左”或“右”，下空同）端将下沉；若将两边橡皮同时向靠近支点方向移动相同距离，则杠杆的 端将下沉； (10)小明突发奇想，他进行如图己探究，发现当杠杆平衡时，测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符，其原因是 。 (11)图庚是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，则力臂是线段 （选填“OA”“OB”或“AB”），此时杠杆 （选填“仍能”或“不能”）保持平衡； (12)[图像分析]某小组换用图A所示的装置，用弹簧测力计代替钩码，不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F与其力臂的关系图像如图B所示。图中每个点与两坐标轴围成的方形面积 （选填“相等”或“不相等”），其原因是 。 (13)实验结束后，小郑联想到生活中的杆秤，如图所示，其由秤杆、秤钩Q、提纽（M、N）、秤砣P组成。在称量货物时，使用提纽 时，该杆秤的称量范围更大。 期末复习----探究杠杆的平衡条件实验练习沪科版答案 1． 平衡 左 3 向上 3 【详解】(1)[1]杠杆平衡指杠杆静止或匀速转动，杠杆在图甲所示的位置保持静止，故杠杆平衡。 [2]如图甲所示，杠杆右偏，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左端调节。 (2)[3]设杠杆每一格的长度为L，一个钩码重为G，根据杠杆平衡条件可得 解得 [4]A所挂重物使杠杆逆时针方向旋转，为了让杠杆在水平方向平衡，C点应施加一个竖直向上的力作用。 [5]根据杠杆平衡条件可得 解得 2．(1) 右 水平 力臂 自重 (2)0.15 (3)一组实验数据太少，结论具有偶然性，不具有普遍性 【详解】（1）[1]如图A所示，实验前，杠杆左端下沉，左端上翘，则应将左端的平衡螺母向上翘的右端调节。 [2][3][4]实验前，需要将杠杆调节到水平位置平衡，作用在杠杆上的动力和阻力是竖直向下的，力臂是支点到力的作用线的距离，这样力臂刚好位于杠杆上，可以直接测量力臂的长度。支点选在杠杆的中心是为了消除杠杆自重对实验的影响。 （2）根据杠杆平衡原理可知，阻力臂为 （3）一组实验数据太少，结论具有偶然性，不具有普遍性。 3．(1) 左 便于测量力臂 (2)F1l1=F2l2 (3)B 【详解】（1）[1]由题意知，杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，说明左端高，根据杠杆左高左调，右高右调，因此应把杠杆两端的平衡螺母向左调。 [2]力臂是支点到力的作用线的垂直距离，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂。 （2）由实验数据可得 4N×18cm=2.4N×30cm 4N×7.5cm=1.0N×30cm 因此可得出杠杆的平衡条件为 F1l1=F2l2 （3）此实验为探究性实验，是为了寻找一个普遍性规律，若只做一次实验会使结论有偶然性，因此为了使实验结论具有普遍性，要进行多次实验。 故选B。 4． 平衡 球和气球的总重力不变 增大 钩码 竖直向上 【详解】（2）[1]调节杠杆右端的钩码的挂位置，使杠杆在水平位置平衡，力臂落在杠杆上，这样便于在杠杆上读出力臂。 （3）（4）[2][3][4]将气针插入篮球的气孔中篮球中的部分空气就充入气球，这样杠杆左端的篮球和气球的总重力不变，气球的体积变大，根据知气球的浮力变大；随着气球的不断膨胀，它受到的浮力也越大，球对杠杆的左端拉力变小，此时 所以杠杆的左端上翘，即挂钩码的一端下降了。 （5）[5]实验中动力臂与阻力臂不变，阻力大小不变，气球体积变大时，杠杆右端下降，说明杠杆左端的动力与动力臂的乘积变小，说明杠杆左端的动力减小，而篮球和气球的总重力不变，杠杆左端的动力等于篮球和气球的总重力与浮力的合力，浮力变大，动力变小，说明浮力的方向与重力方向相反，重力方向竖直向下，浮力方向竖直向上。 5．(1)右 (2)0.5 (3)B (4) 变大 力臂变小，根据杠杆平衡条件，力变大 【详解】（1）如图甲可知，左边往下，说明左边沉，故应将平衡螺母向右边调节。 （2）如图乙可知，杠杆在水平位置平衡，设一个钩码的重力为G，杠杆上每一小格的长度为L，在B处的钩码数量为n，根据杠杆公式可知 解得n=6，故在B处钩码数为6个，现在A处下方再挂一个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，根据杠杆公式可知 故对应B处的力臂lB为2.5L，所以需将挂在B处的钩码向右移动为 向右移动0.5格。 （3）实验中多次改变力和力臂的大小，进行多次实验，目的为了获取多组实验，归纳出规律，使结论具有普遍性，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 （4）[1][2]如图丙中，弹簧测力计竖直向上拉杠杠时，拉力的力臂为OC，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的力臂逐渐变小，根据杠杠公式可知，拉力的力臂变小时，拉力逐渐变大。 6．(1) 右 便于测量力臂大小 (2) 3 不能 A (3) 变大 见解析 (4) 【详解】（1）[1]图甲中，杠杆的左端下沉，应将右侧的平衡螺母向右调节，才能让杠杆在水平位置平衡。杠杆条件口诀左偏右调，右偏左调。 [2]当杠杆在水平位置平衡时，挂在杠杆上的钩码对杠杆的作用力是竖直向下的，此时作用力的力臂与杠杆重合在一起，便于测量力臂。 （2）[1]根据杠杆平衡条件有 A位置在O点左侧三格处，此时力臂为3L，B位置在O点右侧二格处，此时力臂为2L 即在B位置挂三个钩码。 [2][3]当两边再各挂上一个钩码时 此时力臂不变，阻力，动力发生改变，由上面杠杆平衡原理可得 故不能平衡，杠杆向A边倾斜。 （3）[1][2]在杠杆在水平位置平衡的情况下，将杠杆转过一个角度，此时，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，根据杠杆平衡条件 可知动力变大，即弹簧测力计示数变大。 （4）由表中第一组数据得 第二组数据得 第三组数据得 综上所述，该同学的结论为。 7．(1) 平衡 仍能 (2) A 右端下沉 (3) 增大 右 【详解】（1）[1]当杠杆处于静止或匀速转动状态都属于平衡状态，图甲杠杆水平静止，所以此时杠杆处于平衡状态。 [2]图甲杠杆的重力作用线过支点，将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆的重力作用线仍过支点，所以杠杆在水平位置仍能静止。 （2）[1]由表格数据可知，当杠杆处于平衡状态时，动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即杠杆的平衡条件是。 [2]一次实验得出的结论具有偶然性，为了得出普遍规律应多次实验，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 [3]图乙在右侧钩码下端加挂一个钩码，则，所以杠杆右端将下沉。 （3）[1][2]水桶盛满水后，阻力与阻力臂的乘积变大，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件可知，可以增大石块的质量，从而增大重力；也可以向右移动杠杆的支点，减小阻力臂，增大动力臂，从而减小人向上提水的拉力。 8．(1)右 (2)8.0 (3) 费力 扫帚 见解析 (4)C (5) 错误 只做了一次实验，实验结果具有偶然性 (6)A (7) 不会 力臂为零，不影响杠杆平衡 (8) 不能 右端钩码对杠杆的拉力的力臂变小 (9) 2∶1 右 左 (10)杠杆自重对实验有影响 (11) OA 仍能 (12) 相等 图中每个点与两坐标轴围成的方形面积动力与动力臂的乘积 (13)N 【详解】（1）实验前，杠杆左端下沉，重心偏左，则应将螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。 （2）根据拉力竖直向下与杠杆垂直，则力臂等于支点到拉力作用点的距离，根据图中知，阻力臂l2为8.0cm。 （3）[1][2][3][4]分析表中实验数据，发现动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，可以得出杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2；第3次实验的杠杆的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，教室里的劳动工具中扫帚属于这类杠杆，因为扫帚使用时的动力臂小于阻力臂。 （4）如图丙，F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，由杠杆平衡条件可知， F将变大，故选C。 （5）[1][2]他的结论是错误的，不同的物理量不能直接相加减，只做了一次实验得出结论，实验结果具有偶然性，需要多次实验才能得出实验结论。 （6）实验过程不能调节平衡螺母，右端下沉说明其力臂和力的乘积大于左端的力和力臂的乘积，需要增加左端的力臂和力的乘积；将右侧钩码向右移动会使得右侧力与力臂乘积更大，将左侧钩码向左移动可以使左侧力和力臂的乘积变大，杠杆在水平位置平衡，故选A。 （7）[1][2]在图乙中杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，经过支点的作用力的力臂为0，对杠杆的平衡没有影响。 （8）[1][2]用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线，力的方向向左下方，力臂减小，力不变，右侧力和力臂的乘积小于左侧力和力臂的乘积，故不能使得杠杆平衡。 （9）[1]左右两端物体的重力之比为1∶2，由杠杆的平衡条件可知， 即力臂之比为2∶1。 [2]设每个橡皮重力为G，左侧力臂为2L，右侧为L；若两边同时各取走一块橡皮，左侧为G×2L；右侧为3G×L，右侧的力与力臂乘积大，右侧下沉。 [3]若将两边橡皮同时向靠近支点O方向移动相同距离，假设移动的距离为a，左侧为2G×(2L-a)=4GL-2aG 右侧为4G×(L-a)=4GL-4aG 右侧的力与力臂乘积小，左侧下沉。 （10）实验前要将杠杆调节为水平平衡，消除杠杆自重对平衡的影响，图中杠杆支点不在中点，不能消除杠杆自身重力对平衡的影响，故不能得出结论。 （11）[1][2]力臂是支点到力的作用线的距离，若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，则力臂仍是OA，力和力臂无变化，杠杆的平衡不会发生变化。 （12）[1][2]根据杠杆的平衡条件知，阻力和阻力臂保持不变，动力和动力臂的乘积不变，图中每个点与两坐标轴围成的方形面积动力与动力臂的乘积。 （13）由图示可知，使用提纽N时，秤砣的力臂变大，物体的力臂变小，由m秤砣gL秤砣=m物gL物可知，杆秤的最大称量量较大。 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 $$