期末物理专项(实验题)复习:探究杠杆平衡条件-2024-2025学年人教版物理八年级下册
2025-06-19
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内容正文:
期末物理专项(实验题)复习:探究杠杆平衡条件
1.小明利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前应先调节杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是 ,若出现图甲所示情况,应将杠杆的螺母向 (选填“左”或“右”)调才能使杠杆水平平衡;
(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,他的这种做法的不足是 。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,则杠杆将 (选填“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 ;若b位置与水平方向的夹角为30°,每个钩码重为1N,则在b位置弹簧测力计的示数为 N;(g取10N/kg)
(4)小明突发奇想,他采用图丁进行探究,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,拉力总是 (选填“大于”或“小于”)理论值,其原因是 。
2.小明做“探究杠杆平衡条件”实验。
(1)实验前,杠杆静止时的位置如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节;
(2)使用弹簧测力计时,首先进行的操作是: ;
(3)如图乙,小明在A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆在水平位置平衡,由此分析立即得出杠杆平衡条件.小明得出结论的过程存在的问题是 。同组的小芳指出在B处用弹簧测力计替代钩码比较好,这是因为利用弹簧测力计可改变力的 ,便于正确认识力臂;
(4)小芳利用弹簧测力计和钩码完成实验探究,将第1次实验的数据记录在表格中,表中F1为弹簧测力计示数,F2为钩码重力,L1、L2分别为F1、F2对应的力臂,接下来,又进行了三次实验,将数据填在表中,最后总结得出规律。每次实验总是在前一次实验的基础上改变F2、L1、L2中的一个量。小芳分析数据后发现,第 次实验与前一次实验改变的量相同,需要调整,调整后的正确做法是: 。
序号
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1.5
10.0
1.0
15.0
2
3.0
10.0
2.0
15.0
3
1.5
20.0
2.0
15.0
4
1.0
30.0
2.0
15.0
3.小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验:
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,发现杠在如图甲所示的位置保持静止,此时杠杆 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态;
(2)如图乙所示,A位置挂2个钩码,为使杠杆再次平衡,应该在B位置挂上 个同样的钩码,当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向着靠近支点的方向各移动一小格,则杠杆 端(选填“左”或“右”)会下沉;
(3)如图丙所示,为改变力的方向,小红在杠杆右侧用弹簧测力计向下拉,当测力计由竖直方向逐渐向左转,杠杆始终保持水平平衡,测力计的示数将 (“变大”、“变小”或“不变”);
(4)如图丁所示,O为杠杆的中点,若以杠杆上的C位置为支点,在D位置挂质量为m的钩码时,杠杆恰好在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件,可以估算出杠杆的质量m杆= (用给出的字母符号表示);
(5)杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图戊所示某杆秤的O刻度距离提纽1cm,秤钩到提纽的水平距离为5cm,秤砣的质量为0.5kg。若将提纽向左适当调节一段距离,杆秤的量程将 (“变大”、“变小”或“不变”)。
4.在“探究杠杆平衡条件的实验”中,实验中所用钩码质量均为50g:
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),直到杠杆保持水平静止,达到平衡状态,其目的是 ;
(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2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方向移动一小格,则杠杆将 (选填“顺时针转动”或“逆时针转动”、“保持静止”);
(3)图丙实验中,位置 (填“①”或“②”)所示实验可直接判断出部分同学分析数据得出的“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”的结论是错误的。请在图丙中画出实验②所示的弹簧测力计对杠杆拉力的力臂l 。
5.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 。
6.小亮在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示,杠杆上相邻刻线间的距离相等;
(1)安装好杠杆,将其放到水平位置后松手,发现杠杆沿顺时针方向转动,如图甲所示。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,这样做的目的是 ;
(2)杠杆在水平位置平衡后,如图乙所示,在点挂两个钩码,每个钩码重,在点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数应为 N;当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);原因是 ;
(3)如丙图所示,若在点挂3个重均为的钩码,在点用弹簧测力计竖直向上拉,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N;
(4)在实验中,改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是 。
7.小明同学研究“杠杆平衡条件”的实验:
(1)实验时应先调节杠杆在水平位置平衡,在图甲的情况下,应将杠杆的平衡螺母向 调节;
(2)继续实验,小明得出如表中的实验数据,图乙是第4次实验杠杆平衡时的情景,杠杆右侧阻力和阻力臂的数据①为 ,②为 。小明根据第一次实验数据就得出了杠杆平衡的条件,他的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。分析表中数据,可得出杠杆的平衡条件是 ;
实验序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2
20
2
20
2
1.5
10
3
5
3
4
5
2
10
4
2
10
①
②
(3)如图丙所示,在杠杆右侧同一点分别用测力计先后单独施加和使杠杆水平平衡,发现,其原因是 ;
(4)杠杆的平衡条件在日常生活中有很多应用,如图丁所示,用杠杆撬石头就应用了该实验中的第 次实验原理。
8.小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验。
(1)实验前,小明将杠杆置于支架上静止如图甲所示,此时应向 移动平衡螺母至杠杆水平;
(2)如图乙所示,A位置挂2个钩码,为使杠杆再次平衡,应该在B位置挂上 个同样的钩码;
(3)如图丙所示,为改变力的方向,小红在杠杆右侧用弹簧测力计向下拉,当测力计由竖直方向逐渐向左偏转,杠杆始终保持水平平衡,测力计的示数将 (“变大”“变小”或“不变”);
(4)小明和小红交流:
①如图丁,用木棒作为秤杆,用细线系一个20g的钩码作为秤砣,把空小盆挂在A点作为秤盘,在B点挂粗绳作为提纽,则 点相当于支点;移动细线的位置,直到杆秤水平平衡,标记此时细线的位置,则该位置对应刻度值为 g;
②在秤盘中逐一添加50g的砝码,移动细线的位置,当杆秤水平平衡时,记录细线的位置、标记相应的质量,再测出细线距离B点的长度(如表),根据表中数据,应将250g的刻度值标记在距离B点 cm处;
托盘中砝码总质量/g
50
100
150
200
距离B点的长度/cm
6
11
16
21
③为了增大杆秤的最大测量值,你的方法是: (写一种即可)。
9.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示,将杠杆在中点处悬挂,杠杆静止,此时杠杆 (选填“平衡”或“不平衡”),为使杠杆水平平衡,小明应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)如图乙所示,小明在杠杆A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂两个钩码,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,则弹簧测力计的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)实验结束后,小明制作了如图丙所示的杆秤,经测试发现其能测物体的最大质量太小。下列操作可以使该杆秤能测物体的最大质量变大的是________(填选项)。
A.将a点向左移 B.将b点向左移
C.将a、b两点都向右移动等长距离 D.换一个质量较小的秤砣
10.在学习杠杆的知识时,小明经历的部分学习过程如下。
(1)知识积累
当动力和阻力对杠杆的转动效果互相抵消时,杠杆将处于 状态;
(2)观察与实验
图甲是一个平衡的杠杆,若将杠杆左侧钩码向右移动一格,会发生的现象是杠杆 ;如图乙所示,若用带杆的滑轮向左推动右边挂钩码的悬线,会发生的现象是杠杆 ;(均选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”)
(3)分析论证
小明在做“探究杠杆的平衡条件”的实验时,把获得的实验数据记录在表中。
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
0.5
0.2
1
0.1
请根据表中数据,说明分析数据的过程: 。
11.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲,为使杠杆水平平衡,小明应将平衡螺母向 (选填:左/右)调节。
(2)如图乙,小明在杠杆A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂两个钩码,现将弹簧测力计从D位置移到C位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数 (选填:变大/变小/不变)。
(3)实验结束后,小明制作了如图丙所示的杆秤,经测试发现其能测物体的最大质量太小。下列操作可以使该杆秤能测物体的最大质量变大的是( )
A.将a点向左移
B.将b点向左移
C.将a、b点都向右移动等长距离
D.换一个质量较小的秤砣
12.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中。
(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“不平衡”)状态,此时为使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的平衡螺母向 调。
(2)同学们用如图乙、丙所示的装置进行了探究,为了能顺利得出课本上所给出的杠杆平衡条件,老师建议同学们最好选用图 (选填“乙”或“丙”)的装置,请简述理由 。
(3)如图乙所示,小明组在实验过程中保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出了多组动力臂l1和动力F1的数据,绘制了l1-F1的关系图像如图丁。根据图像推算,当l1为0.6m时,F1为 N。
13.探究“杠杆的平衡条件”实验如图所示,所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、细线、若干相同的钩码等,杠杆上的指针是为了方便判定杠杆是否水平。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,杠杆静止时如图甲所示。此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在 位置平衡,目的是便于测量力臂;
(2)实验数据如下表所示,请把表格中空缺补充完整;
试验次序
动力臂
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.0
5.0
1.0
5.0
2
1.5
10.0
0.5
30.0
3
2.0
15.0
1.5
分析表格数据,可得出的实验结论:杠杆平衡时, ;
(3)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码,则杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉;
(4)小琳继续采用了图丙所示的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,处理实验数据时发现与实验结论明显不相符,拉力总是 (选填“小于”“等于”或“大于”)理论值;
(5)图丁中将鱼提起的过程中,支点在 点。
14.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将左端的平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),直到杠杆在水平位置平衡;
(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方向移动一小格 (选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡;
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,当测力计从a位置转到b位置时,其示数大小将 (选填“变大”“变小”“不变”);
(4)本实验中多次实验的目的是 ;
A.求平均值减小误差 B.避免偶然因素,寻求普遍规律
15.在探究杠杆的平衡条件实验中。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆 (填“达到”或“没有达到”)平衡状态,接下来应向 (填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆保持水平并静止;
(2)在杠杆的两边挂不同数量的相同钩码,使其在水平位置再次平衡,如图乙所示两边钩码对杠杆施的力的力臂l1∶l2= 。若两边同时取下一个钩码,则杠杆的 (填“左”或“右”)端下沉;
(3)如图丙所示,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N,为了使杠杆在水平位置再次平衡,可在B处施加一个力,请画出作用在杠杆B处的最小力,并标出其大小。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1) 便于直接读出力臂 右
(2) 一次实验具有偶然性 右端下沉
(3) 变大 4
(4) 大于 杠杆支点不在中心,杠杆自重对实验有影响
【详解】(1)[1]实验前应调节杠杆在水平位置平衡,这样能让力臂与杠杆重合,从杠杆上的刻度能直接读出力臂。
[2]图甲中,杠杆的左端下沉,说明左侧偏重,应向右调节平衡螺母,才能让杠杆在水平位置平衡。
(2)[1]小明只做了一次实验,得出一组数据便得出结论,这样的结论不具普遍性。
[2]图乙中,设每个钩码的重力为G,杠杆每小格的长度为L,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,则有
所以杠杆将右端下沉。
(3)[1]图丙中,弹簧测力计从a位置转到b位置时,对应的动力臂变小,而阻力及阻力臂不变,据杠杆的平衡条件知,动力增大,所以测力计的示数将变大。
[2]测力计在b位置与水平方向成30度角,则对应的动力臂为
据杠杆的平衡条件有
解得,测力计的示数F=4N。
(4)[1][2]图丁中,杠杆的重心不在支点上,杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。
2.(1)左
(2)校零
(3) 实验次数太少,所得结论具有偶然性 方向
(4) 4 见解析
【详解】(1)杠杆静止时的位置如图甲所示,左高右低,说明右端偏重,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节。
(2)使用弹簧测力计时,首先进行的操作是校正“0”点,即将指针调到“0”刻度线上。
(3)[1]小明只完成一组实验,就得结论,实验次数太少,结论具有偶然性,应多测几组。
[2]用弹簧测力计替代钩码,可以很容易改变拉力方向。
(4)[1][2]每次实验总是在前一次实验的基础上改变F2、L1、L2中的一个量,1、2改变了F2,2、3改变了L1,3、4应该改变L2的大小,因此是第4次实验和第3次实验改变量相同。具体步骤为:保持F2和L1不变,改变L2的大小。
3.(1)是
(2) 4 左
(3)变大
(4)m
(5)变大
【详解】(1)杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动。杠杆的位置如图甲所示,此时杠杆处于静止状态,则杠杆处于平衡状态。
(2)[1]假设一个钩码重G,杠杆一格为L;根据杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂得出2G×4L=nG×2L,解得n=4。则应在B位置挂4个钩码。
[2]若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格,则左侧为2G×3L=6GL
右侧为4G×L=4GL
因为6GL>4GL,杠杆不能平衡,左端将会下沉。
(3)由图丙可知,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动过程中,动力臂变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,由于阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将变大。
(4)以杠杆上的C位置为支点,在C的右侧挂质量为m的钩码,移动钩码至D位置时,杠杆恰好在水平位置平衡;而钩码悬挂位置D点到C点的距离L,根据杠杆平衡条件可知,杠杆自身重力与重力对应的力臂的乘积等于钩码重力与钩码重力对应力臂的乘积,所以应该测量杠杆中点即O点到C点的距离为杠杆自身重力的力臂。根据杠杆的平衡条件有
由图丁可知,O点到C点的距离是D点到C点的距离L的3倍,即
故杠杆的质量。
(5)将提纽向左移动适当距离,L1减小,秤砣的质量不变,则F2不变,秤砣到支点的最大距离也不变,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,F1变大,可以增大杆秤的量程。
4.(1) 右 见解析
(2)逆时针转动
(3) ②
【详解】(1)[1][2]图甲中,杠杆右端偏高,调节杠杆在水平位置平衡,应将左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,此时力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(2)设一个钩码的重力G,杠杆一格的长度为L,若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧4G×3L=12GL
右侧2G×5L=10GL
因为12GL>10GL
所以杠杆不能平衡,杠杆逆时针转动。
(3)[1]当弹簧测力计逐渐向左倾斜时,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计拉力F的力臂变小,由杠杆平衡条件可知弹簧测力计的拉力变大;从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂;从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂,因此位置②所示实验可直接判断出部分同学分析数据得出的“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”的结论是错误的。
[2]延长动力的作用线,从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂l,如下图所示:
5.(1) 右 水平 力臂 自重
(2)0.15
(3)见解析
【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。
6.(1) 左 便于测量力臂
(2) 1.5 变大 拉力力臂变短
(3)2
(4)避免偶然性,使实验结论具有普遍性
【详解】(1)[1][2]发现杠杆沿顺时针方向转动,说明杠杆重心在右边,则应将平衡螺母向左调节,直到杠杆在水平位置平衡,使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂。
(2)[1]设杠杆每格长度为,根据杠杆的平衡条件,则有
解得。
[2][3]当弹簧测力计改斜拉时,拉力的方向不再与杠杆垂直,拉力力臂变短,阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,动力变大,弹簧测力计的示数变大。
(3)设杠杆每格长度为,根据杠杆的平衡,则有
解得:。
(4)通过实验总结归纳出物理规律时,一般要进行多次实验,获取多组实验数据归纳出物理规律才具有普遍性,结论才正确,所以在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。
7.(1)左
(2) 1 20 错误 见解析 见解析
(3)见解析
(4)2
【详解】(1)由图甲可知,左端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向左调节。
(2)[1][2]由图乙可知,4个钩码,动力为2N,即每个钩码0.5N,故阻力2个钩码为1N;动力臂为10cm,2个小格,即每个小格5cm,故阻力臂4个小格20cm。
[3][4]小明根据第一次实验数据得出杠杆平衡条件,他的做法不正确,分析一组数据就得出结论,实验结论不具有普遍性。
[5]由第1组数据可知2N×20cm=2N×20cm
由第2组数据可知1.5N×10cm=3N×5cm
由第3组数据可知4N×5cm=2N×10cm
由第4组数据可知2N×10cm=1N×20cm
可以得到杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1l1=F2l2)。
(3)杠杆平衡时弹簧测力计的示数为Fa,若在同一点斜向下拉,杠杆要求在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数为Fb,杠杆在水平位置平衡,阻力、阻力臂不变,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,动力臂变小,动力变大。所以则Fa小于Fb。
(4)如图丁所示,用杠杆撬石头是省力杠杆,动力臂大于阻力臂,目的是省力,应用了实验中的第2次实验中动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,是省力杠杆,用杠杆撬石头就应用了该实验中的第2次实验原理。
8.(1)左
(2)4
(3)变大
(4) B 0 26 见解析
【详解】(1)由图甲可知,杠杆右端下沉,应将杠杆重心向左移,所以应将平衡螺母向左调节。
(2)假设一个钩码重G,杠杆一格为L,根据杠杆的平衡条件得到2G×4L=nG×2L
解得n=4。故为使杠杆再次平衡,应该在B位置挂上4个同样的钩码。
(3)由图丙可知,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动过程中,动力臂变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,由于阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将变大。
(4)[1][2]图丁中,秤杆相当于一个杠杆,秤砣和秤盘对秤杆的力会使秤杆绕B点转动,即B点相当于支点;秤盘中未放物体时,调节秤砣位置使杆秤水平平衡,标记此时细线的位置,则该位置对应的质量刻度值为0g。
[3]由杠杆平衡条件可得m物gL物=m砣gL砣
即
在L物和m砣一定时,秤砣移动的距离与物体的质量成正比。由图表中数据可知,物体质量每增加50g,秤砣距离B的距离就增加5cm,故250g的刻度值应标记和B点的距离21cm+5cm=26cm
[4]为了增大杆秤的量程,由可知,可增加秤砣的质量,减小杆秤的分度值;也可以增加秤杆的长度,增大秤砣的移动范围;或让提纽B靠近A点,增大秤砣的移动范围等。
9.(1) 平衡 右
(2)变大
(3)B
【详解】(1)[1]杠杆静止在如图甲所示位置,杠杆处于静止状态,所以此时杠杆处于平衡状态。
[2]杠杆的右端上翘,说明左端比较沉,因此平衡螺母向上翘的右端移动。
(2)图乙中,当弹簧测力计沿AD方向逐渐转到AC方向,要保持杠杆仍在水平位置平衡,则拉力F将变大,这是因为,当拉力由竖直变成倾斜时,阻力和阻力臂不变,拉力F力臂变小,相应的力会变大,这样才能继续平衡。
(3)A.将a点向左移,阻力臂增大,动力臂和动力不变,由杠杆平衡条件可知,阻力变小,称量的最大质量变小,量程变小,故A不符合题意;
B.将b点向左移,阻力臂变小,动力不变,动力臂增大,由杠杆平衡条件可知,阻力变大,称量的最大质量变大,量程变大,故B符合题意;
C.杆秤使用时,有G物Lab=G砣L砣
将a、b点都向右移等长距离,Lab不变,L砣变小,G砣不变,可见G物变小,则所称量物体的质量变小,量程变小,故C不符合题意;
D.换一个质量较小的秤砣,阻力臂不变,动力变小,动力臂不变,由杠杆平衡条件可知,阻力变小,称量的最大质量变小,量程变小,故D不符合题意。
故选B。
10.(1)平衡
(2) 右端下沉 左端下沉
(3)见解析
【详解】(1)当动力和阻力的作用效果互相抵消时,杠杆处于静止状态或匀速转动状态,此时杠杆将处于平衡状态。
(2)[1]图甲是一个平衡的杠杆,若将杠杆左侧钩码向右移动一格,左侧力和力臂的乘积减小,右侧力和力臂的乘积大于左侧力和力臂的乘积,杠杆右端下沉。
[2]如图乙所示,用带杆的滑轮向左推动右边挂钩码的悬线,杠杆右端力臂减小,杠杆右端力和力臂的乘积减小,杠杆左端力和力臂的乘积不变,杠杆左端力和力臂的乘积大于杠杆右端力和力臂的乘积,杠杆左端下沉。
(3)由表中数据可知0.5N×0.2m=1N×0.1m
得到F1l1=F2l2。
求出动力与动力臂、阻力与阻力臂的乘积,比较它们的大小关系。
11.(1)右
(2)变大
(3)B
【详解】(1)观察甲图,杠杆的右端上翘。根据杠杆平衡的调节原则,平衡螺母应向杠杆上翘的一端调节,所以为使杠杆水平平衡,小明应将平衡螺母向右调节。
(2)图乙中,当弹簧测力计沿AD方向逐渐转到AC方向,要保持杠杆仍在水平位置平衡,则拉力F将变大,这是因为,当拉力由竖直变成倾斜时,阻力和阻力臂不变,拉力F的力臂变小,根据可知,相应的力会变大,这样才能继续平衡。
(3)A.将a点向左移,阻力臂增大,动力臂和动力不变,由杠杆平衡条件可知,阻力变小,称量的最大质量变小,量程变小,故A不符合题意;
B.将b点向左移,阻力臂变小,动力不变,动力臂增大,由杠杆平衡条件可知,阻力变大,称量的最大质量变大,量程变大,故B符合题意;
C.杆秤使用时,有,将a、b点都向右移等长距离,Lab不变,L砣变小,G砣不变,可见G物变小,则所称量物体的质量变小,量程变小,故C不符合题意;
D.换一个质量较小的秤砣,阻力臂不变,动力变小,动力臂不变,由杠杆平衡条件可知,阻力变小,称量的最大质量变小,量程变小,故D不符合题意。
故选B。
12.(1) 平衡 右
(2) 乙 图丙中杠杆的力和力臂数目过多,不便分析数据
(3)0.5
【详解】(1)[1]杠杆静止或匀速转动时都处于平衡状态,实验前杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于平衡状态。
[2]杠杆右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,根据 “左偏右调,右偏左调” 的原则,可将杠杆右端的平衡螺母向右调。
(2)[1][2]实验中,如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果,采用这种方式是不妥当的,所以最好选用图乙的装置,这主要是因为图丙中杠杆的力和力臂数目过多。
(3)由于保持A点钩码数量和力臂不变,即阻力和阻力臂大小不变,根据可知为一定值,由图丙知,
则当为0.6m时,拉力
13.(1) 右 水平
(2) 20 动力×动力臂=阻力×阻力臂
(3)右
(4)大于
(5)A
【详解】(1)[1][2]甲图中杠杆左端低,说明左侧沉,为了便于测量力臂,应将平衡螺母向右调节至天平在水平位置平衡。
(2)[1][2]根据表格数据分析可知,每组数据中动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,第三组实验中动力与动力臂的乘积为,阻力是1.5N,则对应的阻力臂为
且可得杠杆平衡条件为:
(3)乙图中在杠杆两侧各增加一个相同的钩码,设一个钩码的重力为G,一格的距离为L,杠杆左侧力与力臂的乘积为
杠杆右侧力与力臂的乘积为
因此杠杆右端将下沉。
(4)丙图中支点不在杠杆的中心,杠杆的自重对实验会产生影响,导致拉力总是大于理论值。
(5)将鱼提起的过程中,鱼竿绕A点转动,因此A点是支点。
14.(1)右
(2) 6 不能
(3)变大
(4)B
【详解】(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[1]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,即
解得FB=6G,需挂6个钩码。
[2]若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格,则左侧,右侧
因为,故杠杆不能平衡。
(3)保持B点不变,若拉力F从a位置转到b位置时,阻力和阻力臂保持不变,动力臂减小,根据杠杆平衡条件可知,拉力变大,故弹簧测力计的示数变大。
(4)本次实验为探究性实验,如果只进行一次实验,容易出现偶然性,本实验多次重复实验的目的是避免偶然性,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
15.(1) 达到 左
(2) 2∶1 右
(3)
【详解】(1)[1]在探究杠杆的平衡条件实验中,杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动,挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,因此达到平衡状态。
[2]观察图甲,杠杆的左端偏高,根据“左高左调”的原则,为了使杠杆达到平衡状态,应向左调节杠杆两端的平衡螺母。
(2)[1]设杠杆上一个小格的长度为L,一个钩码重为G,根据杠杆的平衡条件得2Gl1=4Gl2
则
[2]取下一个钩码,则左边拉力变为G,对应力臂为2L,左边为,取下一个钩码,则右边拉力变为3G,对应力臂为L,右边为,因为,所以杠杆的右端将下沉。
(3)根据杠杆的平衡条件知要使力最小,需要使力臂最大,力臂最长;在A点悬挂3个钩码,则由杠杆的平衡条件得
解得
为使杠杆在图示位置平衡,最小动力作用在点B,如图所示:
答案第1页,共2页
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