【期末专题复习】杠杆实验题-2025-2026学年物理八年级下册人教版
2026-05-30
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第1节 杠杆 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 杠杆 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 802 KB |
| 发布时间 | 2026-05-30 |
| 更新时间 | 2026-05-30 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58126173.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦杠杆平衡条件探究,通过阶梯式实验情境构建“操作规范-原理应用-误差分析-实际迁移”的完整方法体系,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础操作|4题|平衡螺母调节“左偏右调”;水平平衡便于测力臂|从杠杆平衡状态判断切入,建立“调节-测量”操作规范|
|原理应用|5题|F₁l₁=F₂l₂公式应用;力臂变化分析|通过多组数据验证平衡条件,培养科学推理能力|
|误差分析|3题|杠杆自重影响;弹簧测力计斜拉时力臂变化|从实验异常现象出发,深化对力臂本质的理解|
|实际迁移|3题|杆秤称量范围;刻度尺质量测量|将实验原理迁移到生活工具,体现物理观念的应用价值|
内容正文:
【期末专题复习】杠杆实验题
1.小明在做“探究杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)移动,使杠杆处于水平平衡状态,这样做的好处是便于测量________。
(2)如图乙所示,选取若干个相同的钩码,在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,移动钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,分别记下、、、的数值。重复多次实验,部分实验数据如下表。则第3次实验时的阻力臂为________cm。
实验序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.0
6.0
2.0
3.0
2
2.0
3.0
3.0
2.0
3
2.0
2.0
1.0
(3)生活中的杆秤就是根据杠杆平衡的原理制作的,其主要由秤杆、秤盘、提纽和、秤砣组成。若要使图丙中杆秤的称量范围更大些,称量时应使用提纽________(选填“”或“b”)。
2.小华同学为“探究杠杆的平衡条件”,设计了如图所示的实验。
(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节;
(2)调节好杠杆后,为了获取实验数据,在图乙、丙两个方案中,按___________方案进行实验能更加方便地测出___________;
(3)经过实验,得到的数据如下表:
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.5
0.10
1.0
0.15
2
1.0
0.30
2.0
0.15
3
2.0
0.15
1.5
0.20
由数据可初步得到的结论是___________(用公式表示);
(4)保持杠杆一直处于水平位置平衡,当弹簧测力计由图乙逐渐旋转至图丙所示位置时,弹簧测力计的示数___________(选填“变小”“变大”或“不变”)。
3.小明利用以下器材:刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个,对杠杆的特性进行了如下探究。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置时,此时,应将右端的平衡螺母向___________调节,使杠杆在___________位置平衡;
(2)小明同学所在实验小组完成一次操作后,实验现象如图乙所示,使得杠杆在水平位置平衡的目的是___________,他们记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂l1=0.2m,阻力F2=1N,阻力臂l2=0.3m。小华同学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,小强同学认为他的结论不一定科学,理由是___________;
(3)小明把右边的钩码换成弹簧测力计,使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度并保持静止,弹簧测力计始终沿竖直方向,如图丙所示,此时的杠杆___________(是/不是)处于平衡状态;
(4)如图丁所示装置,若每个钩码的重为0.5N,在A点竖直向上拉动弹簧测力计使杠杆保持水平平衡,则弹簧测力计的示数___________(大于/等于/小于)4N,原因是___________。
4.如图甲所示,小林利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆的平衡条件”的实验,所用钩码每个重。
(1)实验前,杠杆两侧未挂钩码时,需将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,说明一开始杠杆的_______(选填“左”或“右”)端翘起;
(2)在杠杆左右两侧加挂钩码并移动钩码,使杠杆在水平位置保持平衡,如图甲所示,随后改变钩码个数及其位置又重复实验,记录数据如表所示:
次数
左侧
右侧
1
1.0
10
2.0
5
2
2.0
15
1.5
20
3
3.0
20
4.0
15
实验中使杠杆在水平位置保持平衡是为了便于_______。通过分析表格中的数据,可得到杠杆的平衡条件是_______(用表格中的物理量符号表示)。实验中,多次测量的目的是_________;
(3)如图乙所示,若在杠杆左侧A处挂2个钩码,则需在杠杆右侧B处挂_______个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;
(4)同组的小红同学采用了图丙所示的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与小林得出的正确的杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是_________。
5.用带刻度的均匀杠杆来探究“杠杆的平衡条件”,实验所用钩码质量相等。
(1)实验时,要先将杠杆调至水平位置平衡,若杠杆________侧翘起,则需将平衡螺母向右侧调;在实验中,小明不慎将杠杆右侧的平衡螺母遗失,导致杠杆无法在水平位置平衡,于是他在杠杆上右侧适当位置粘了块橡皮泥后杠杆恰好在水平位置平衡(如图b所示),此装置________(选填“能”或“不能”)继续用来完成探究实验。
(2)一组某次实验情景如图c所示,发现若要使杠杆水平位置平衡,测力计向下的拉力将会超过测力计的量程,为完成实验,下列操作可行的是( );
A.向左移动钩码的悬挂点
B.向右移动测力计的悬挂点
C.向左移动平衡螺母
D.向右移动平衡螺母
(3)小刚用图d装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,测出的数据与小明得出的杠杆平衡条件不相符,其原因是:________。若只将测力计的悬挂点由A移至C点,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)学完杠杆知识后,小明在综合实践活动中制作杆秤。他取一根质量均匀分布的圆木棒,测得木棒AB长度为80cm、质量为50g;一质量为350g的小盘和一质量为150g的螺母。如图e所示,小明将小盘悬于棒的A端,用细线在O点提起木棒,木棒恰好水平平衡,则OA为________cm。小明用该杆秤称某物体的质量,平衡时的情形如图f所示,则该物体的质量为________kg;
6.关于探究“杠杆的平衡条件”的实验。
(1)小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向________调节,或将杠杆左端的平衡螺母向________调节;小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是_________。
(2)杠杆平衡后,若在图甲中的B位置挂2个钩码,则应在A位置挂________个相同的钩码,才能使杠杆保持在水平位置平衡。
(3)如图乙所示,在B位置仍挂2个钩码(一个钩码0.5N),改用弹簧测力计在C位置竖直向上拉,使杠杆保持水平平衡,此时弹簧测力计的示数为_________。若此时将弹簧测力计改为向右上方斜拉,要使杠杆继续保持水平平衡,拉力F的大小将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
7.如图所示是小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件实验。
(1)当杠杆静止时如图甲所示,需要调节杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向______(选填“右”或“左”)调节;使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是______;
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂2个钩码,在B点处挂3个钩码杠杆恰好在原位置平衡,如图乙。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为______。小华认为他这样得出的结论不合理,原因是______;
(3)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆将会______(选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”);
(4)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为,在b位置斜向上的拉力为,则______(选填“大于”、“等于”“小于”)。
8.如图所示是探究“杠杆平衡条件”的几个实验情景,杠杆上每格距离均相等:
(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。则在松手的瞬间,杠杆的状态______(选填“是”或“不是”)平衡状态,要使杠杄在水平位置平衡,则应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,使杠杆在水平位置平衡后,在A点挂3个重力均为0.5N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为______N;若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验,弹簧测力计的示数会______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)始终竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示。此过程中,弹簧测力计拉力的力臂______,拉力的大小______。(以上两空选填“变大”、“变小”或“不变”)
9.如图所示,小勇利用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于____________(选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)使杠杆在水平位置平衡的目的是__________。为此,应将平衡螺母向____________(选填“左”或“右”)调节;
(3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂____________个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各取下一个钩码,杠杆____________(选填“左”或“右”)端将下沉;
(4)小勇用弹簧测力计替代B点的钩码,将弹簧测力计绕B点由竖直向下的位置逆时针旋转至如图丙所示位置。在旋转过程中,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”)。
10.利用轻质杠杆探究杠杆平衡条件的实验中。
(1)杠杆静止时如图甲,要使杠杆在___________位置平衡,应将平衡螺母向___________调节;
(2)如图乙,在A点挂4个钩码,在B点挂___________个钩码,仍可使其在水平位置平衡;
(3)用弹簧测力计代替钩码,如图丙所示,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L1的图像如图丁,理论上图像中每个点与两坐标轴围成的矩形面积___________(选填“相等/不等”);
(4)丙图装置中用测力计代替右侧钩码可能使误差___________(变大/变小/不变),原因可能是___________。
11.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)小华同学先把杠杆的中点支在支架上,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;
(2)利用如图乙所示装置进行实验,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,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”)
(3)某次实验中,用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却提醒大家不要采用这种方式。这主要是以下哪种原因( )(选填字母)
A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多
(4)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量如图丁所示:
①将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的重心;
②将重为G的物体挂在刻度尺左边某一位置,向右移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的________到支座的距离L2;
③根据杠杆的平衡条件、可以计算出刻度尺的质量m=________(用题目中所给物理量表示)。
12.小淮在“研究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图甲所示,杠杆安装好后处于如图甲所示的静止状态,此时的杠杆______(选填“是”、“不是”)平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡应将杠杆左端螺母向______边移动调节,直到杠杆在_____位置平衡;
(2)如图乙所示,记录的数据为动力F1=1.5N,动力臂l1=0.2m,阻力臂l2=0.3m,则阻力F2=______N;
(3)小安在杠杆处于图甲所示位置时,就在杠杆上挂钩码进行实验,小淮认为这样操作会对实验产生以下影响。你认为正确的是 。
A.可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误
B.无法得出杠杆平衡条件
13.图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态。要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向______(选填“左”或“右”)侧调节;
(2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若用滑轮推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆______(选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”);
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是______;
(4)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡。以弹簧测力计的拉力为动力,钩码处绳子拉力为阻力,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,总是大于,其原因可能是______。
14.如图所示,小勇利用铁架台,带有均匀刻度的杠杆,细线,弹簧测力计,钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)为了便于测量力臂,应使杠杆在___________位置平衡。为此,应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”) 调节;
(3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A 点挂3个钩码,则应在 B 点挂___________个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;
(4)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硬币,使其在水平位置再次平衡,如图丙所示,则力臂___________。若两边同时各取走一枚硬币,则杠杆的___________端将下沉。
15.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)小华同学先把杠杆的中点支在支架上,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于________(选填“平衡”或“不平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡,此时应向_________调节平衡螺母,这样做的好处是______________________;
(2)某同学进行正确的实验操作后,得到的数据为F1=6N、L1=20cm、F2=4N和L2=30cm,该同学根据这些数据能否得出探究结论?________,理由是:________;
(3)如果用如图乙所示装置进行实验,每个钩码重1N,杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为________N,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,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”);
(4)某次实验中,用如图丙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式;这主要是以下哪种原因( )
A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多
(5)在探究实验中部分同学们还得出这样的结论:只要满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”,杠杆就平衡;你认为这个结论是_________(选填“正确”或“错误”)的;原因是实验过程中_________;
A.没有改变力的大小
B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点
D.没有改变平衡螺母的位置从而让杠杆在水平位置重新平衡
(6)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量;
①将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的重心;
②如图戊所示,将质量为m1的物体挂在刻度尺左边某一位置,移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡;记录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的________到支座的距离L2;
③根据杠杆的平衡条件,可以计算出刻度尺的质量m=________(用题目中所给物理量表示)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《【期末专题复习】杠杆实验题-2025-2026学年物理八年级下册人教版》参考答案
1.(1) 右 力臂
(2)4.0
(3)
【详解】(1)[1][2]如图甲,杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,根据杠杆平衡螺母的调节原则 “左偏右调,右偏左调”,应将杠杆平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡,此时力臂与杠杆重合,便于测量力臂的大小。
(2)在第3次实验中,已知,,,根据有
解得。
(3)杆秤是根据杠杆平衡原理制成的。由杠杆平衡条件可知,在秤砣重力一定时,动力臂(秤砣到提纽的距离)越大,阻力臂就(物体到提纽的距离)越小,能测量的阻力(物体重力)就越大。观察图丙,使用提纽a时,秤砣的动力臂更大,阻动力臂更小,所以若要使杆秤的称量范围更大些,称量时应使用提纽a。
2. 平衡 右 乙 力臂 F1l1=F2l2 变大
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态包括静止状态、匀速转动状态,所以图甲中杠杆处于平衡状态。
[2]图中杠杆左边下沉,说明左侧偏重,若要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆重心右移,根据“左高左调、右高右调”的原则,应当将平衡螺母向右调节。
(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,图乙所示实验,测力计拉力与杠杆垂直,可以直接从杠杆上读取测力计拉力力臂,图丙所示实验,拉力与杠杆不垂直,不便于测量测力计拉力力臂,图乙中竖直向上拉动实验操作更方便。
(3)[5]由表中实验数据可知,
此时杠杆平衡,由此可得杠杆平衡条件是,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,即
(4)[6]由题意知,当弹簧测力计逐渐由图乙中的竖直方向,逐渐旋转至图丙的位置时,弹簧测力计拉力的力臂在减小,而阻力和阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件,此时拉力会变大,即弹簧测力计的示数变大。
3.(1) 右 水平
(2) 便于测量力臂的大小 只测了一组数据,实验结论具有偶然性
(3)是
(4) 大于 见解析
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,杠杆右端偏高,应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[1]实验过程中,为了便于测量力臂的大小,应调节杠杆使其在水平位置平衡。
[2]小华同学测量了一组数据后就得出实验结论是不科学的,因为实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性。
(3)根据题意可知杠杆处于静止状态,则杠杆是处于平衡状态。
(4)[1][2]如图丁所示,每个钩码的重为0.5N,在A点竖直向上拉动弹簧测力计使杠杆保持水平平衡,根据杠杆平衡条件可知弹簧测力计的示数为
由于杠杆的支点不在杠杆中点,所以杠杆自身的重力对弹簧测力计的示数有影响,根据杠杆平衡条件可知弹簧测力计的示数应大于4N。
4.(1)右
(2) 测量力臂 寻找普遍规律
(3)4
(4)杠杆自身重力对实验有影响
【详解】(1)要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的一端移动,将平衡螺母向右调节,杠杆在水平位置平衡,说明一开始杠杆右端翘起。
(2)[1]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的刻度上直接读出来,便于测量。
[2]分析实验数据可得,在3次实验中,杠杆水平平衡时,动力与动力臂的乘积始终和阻力与阻力臂的乘积相等,所以,可归纳出杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2。
[3]由题意可知,该实验进行多次测量的目的是寻找普遍规律,避免结论的偶然性。
(3)设每个小格的长度为L,根据杠杆的平衡条件有
解得F2=2N,则需在B处挂钩码的数量为
(4)利用如图丙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自身重力对实验有影响。
5.(1) 右 能
(2)B
(3) 杠杆自重对实验有影响 不变
(4) 5 2.25
【详解】(1)[1]杠杆平衡的原理是“哪边高往哪边调”。若杠杆左侧翘起,说明右侧较重,应将平衡螺母向左调,反之亦然,题目中提到“需将平衡螺母向右侧调”,说明右侧翘起。
[2]平衡螺母遗失后,用橡皮泥替代的目的是补偿杠杆自身的不平衡,在杠杆上右侧粘橡皮泥后杠杆在水平位置平衡,此时橡皮泥的作用可等效为平衡螺母,所以此装置能继续用来完成探究实验。
(2)A. 向左移动钩码悬挂点,钩码力臂L1减小,由杠杆平衡条件F2L2 = F1L1可知,F2会增大,导致拉力更大,故A不符合题意;
B. 向右移动测力计的悬挂点,测力计力臂L2增大,F2会减小,可避免超量程,故B符合题意;
CD. 实验过程中不可调节螺母,会破坏杠杆初始平衡,因此向左或向右移动平衡螺母均不可行,故CD不符合题意。
故选B。
(3)[1]没有考虑杠杆自身重力对实验结果的影响,若实验前未调节杠杆在水平位置平衡或忽略杠杆自重对平衡的影响,会导致测出的力臂数据与理论不符。
[2]克服钩码重力将钩码提升高度不变,即W有=Gh 不变,额外功是克服杠杆重力做的功,杠杆重力不变,提升高度不变,额外功也不变,则总功不变,根据机械效率公式,杠杆的机械效率将不变。
(4)[1]木棒AB长度为80cm、质量为50g;小盘质量为350g,螺母质量为150g,小盘悬于棒的A端,用细线在O点提起木棒,木棒恰好水平平衡,圆木棒重心位于处,根据杠杆平衡的条件,可得
代入数据可得
解得
[2]设物体的质量为m,根据杠杆平衡的条件,可得
因为
所以
则
则该物体的质量
6.(1) 左 左 便于测量力臂
(2)4
(3) 0.67N 变大
【详解】(1)[1][2][3]在探究杠杆平衡条件的实验中,实验前杠杆左端高,要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端或者左端的平衡螺母向左调节;调节杠杆在水平位置平衡的主要目的便于测量力臂,同时可以消除杠杆自重对实验的影响。
(2)设杠杆的一个小格为l,一个钩码的重力为G,甲图,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得
2G×4l=nG×2l
解得
n=4(个)
所以应在杠杆左边A处挂4个钩码。
(3)[1]设杠杆的一个小格为l,由题知2个钩码的重力为1N,乙图,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得
1N×4l= F2×6l
解得
F2=0.67N
此时弹簧测力计的示数为0.67N。
[2]如图乙,当弹簧测力计向右上方倾斜拉动杠杆时,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂减小,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得,拉力要增大,所以弹簧测力计示数会变大。
7. 右 便于测量力臂 实验次数太少,结论不具有普遍性 右端下沉 小于
【详解】(1)[1][2] 当杠杆静止时如图甲所示,左端下沉,说明左端重,应当将杠杆的平衡螺母向右调节,给右端增重,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是使得杠杆和力臂重合,便于测量力臂。
(2)[3][4] 杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂2个钩码,在B点处挂3个钩码杠杆恰好在原位置平衡,据此可得杠杆的平衡条件为,但由于实验次数太少,结论不具有普遍性,所以这样得出的结论不合理。
(3)[5] 设每个钩码重力为,杠杆上一格的长度为,则将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆左端为
右端为
所以杠杆将会右端下沉。
(4)[6] 阻力和阻力臂不变,与竖直向上拉相比,斜着拉动力臂较短,根据杠杆的平衡条件可知需要的拉力较大,所以小于。
8. 不是 左 2 偏小 变小 不变
【详解】(1)[1]松手之前,杠杆是静止的,当松手后,若杠杆仍然静止,则说明松手的瞬间杠杆是平衡的;杠杆发生转动,则说明松手的瞬间杠杆不是处于平衡状态。
[2] 调节平衡的方法是通过调节平衡螺母来实现的,哪一侧高,平衡螺母就向相同的方向调节。
(2)[3] 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得,弹簧测力计的示数
[4] (1)中未调节平衡,杠杆顺时针转动,即右侧重,即杠杆的重心在右侧,根据平衡条件可以得知弹簧测力计示数偏小。
(3)[5][6] 始终竖直向下拉测力计,使杠杆转过一定角度,拉力的力臂将变小,但是运用数学知识分析可知,两力臂之比不变,仍为3∶4,因钩码的重力不变,根据杠杆平衡条件可知,拉力的大小不变
9. 平衡 见解析 左 2 左 变大
【详解】(1)[1]图甲中,杠杆静止,而杠杆处于静止或匀速转动,都是处于平衡状态,所以此时杠杆处于平衡状态。
(2)[2]杠杆在水平位置平衡时,力臂与杠杆重合,方便测量力臂,同时,杠杆的重心在支点上,可避免杠杆自重对实验的影响。
[3]图甲中,杠杆的右端下沉,为了让杠杆在水平位置平衡,应向左调节平衡螺母。
(3)[4]图乙中,设每个钩码有重力为G,杠杆每小格的长度为L,据杠杆平衡条件有
3G×2L=nG×3L
解得,n=2,应在B点挂2个钩码。
[5]两边各取一个钩码后,则有
2G×2L>G×3L
所以杠杆的左端下沉。
(4)[6]弹簧测力计由竖直向下位置旋转至图丙所示位置时,对应的力臂减小,而左边的力及力臂不变,据杠杆的平衡条件知,对应的力变大,即测力计的示数变大。
10. 水平 左 6 相等 变大 弹簧测力计本身有重力
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,杠杆右端下沉,应将平衡螺母向左端移动,使杠杆在水平位置平衡,方便力臂的测量。
(2)[3]设一个钩码的重力为G,杠杆的一个小格为L,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知
4G×3L=nG×2L
解得:n=6,即在B位置挂上6个钩码,使杠杆在水平位置平衡。
(3)[4]由于此题中的阻力和阻力臂不变,利用图象中任意一组数据都能得出
3N×0.02m=2N×0.03m=0.06N∙m
图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等,其原因是阻力和阻力臂保持不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力与动力臂的乘积保持不变。
(4)[5][6]由于弹簧测力计本身有重力,则用测力计代替右侧钩码可能使误差变大。
【点睛】本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算,有一定难度。
11.(1)左
(2)变大
(3)D
(4) 重心
【详解】(1)由图甲可知,杠杆左端高,说明此时杠杆的重心在支点右边,所以应将平衡螺母左调,使重心左移,杠杆才能平衡。
(2)当弹簧测力计沿虚线方向拉时,动力臂变短,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析可知动力变大,即弹簧测力计的示数变大。
(3)由图丙可知,杠杆左侧钩码对杠杆的拉力有多个,则对应的力臂也有多个,此时杠杆平衡是多个力共同作用的结果,采用这种方式是不妥的,主要是因为力和力臂数目过多,不易得出结论。
故选D。
(4)[1]将重为G的物体挂在刻度尺左边某一位置,向右移动刻度尺,直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。刻度尺重力的作用点在其中心,故应记录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的重心到支座的距离L2。
[2] 根据杠杆的平衡条件可知
G×L1=mg×L2
则刻度尺的质量为
12.(1) 是 右 水平
(2)1
(3)A
【详解】(1)[1][2][3]当杠杆处于平衡状态是指杠杆保持静止或匀速转动状态,图甲中杠杆处于静止状态,此时杠杆是平衡状态;图甲中杠杆右端上翘,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向右边移动,调节杠杆为水平位置平衡,可以从杠杆上直接读出力臂大小且消除杠杆的自重对平衡的影响。
(2)由杠杆平衡条件可知,F1l1=F2l2,即1.5N×0.2m=F2×0.3m,F2=1N。
(3)由图甲可知,杠杆不在水平位置平衡,力臂不在杠杆上,不便于测量力臂或出现力臂测量错误,但可以得出杠杆的平衡条件,故A正确,B错误。
故选A。
13. 平衡 左 左端下沉 见解析 见解析
【详解】(1)[1][2]如图,杠杆处于静止状态,所以此时杠杆处于平衡状态;杠杆的左端上翘,平衡螺母向上翘的左端调节。
(2)[3]图乙中支在中心时,杠杆平衡,根据杠杆平衡条件知
F左L左=F右L右
图丙中用力推动右侧钩码的悬线,使右侧拉力的力臂变短,故此时
F左L左>F右L′右
故左端会下沉。
(3)[4]本实验进行多次实验,是为避免偶然性,得出普遍结论。
(4)[5]图丁中,设杠杆的重力为G,力臂为LG,当杠杆平衡时,根据杠杆的平衡条件得到
F1L1=F2L2+GLG
由丁图可知LG≠0,所以杠杆自重对杠杆平衡有影响,此时
F1L1>F2L2
14. 平衡 水平 左 2 2∶1 右
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态指的是静止或者匀速转动,此时杠杆处于静止状态,所以是平衡状态。
(2)[2][3]当杠杆在水平位置平衡后,力与杠杆垂直,可以直接在杠杆上读取力臂的长度,此时杠杆右端下沉,则需要将平衡螺母向左侧调节。
(3)[4]假设每个钩码重力为G,杠杆一个小格长度为l,根据杠杆平衡条件可得
解得
则应在 B 点挂2个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡。
(4)[5]根据杠杆的平衡条件,,设每个硬币的重力为,则由图可得
则
[6]若两边同时各取走―枚硬币,则左边为
右边为,由于,所以杠杆的右端下沉。
15.(1) 平衡 左 消除杠杆自重对实验的影响
(2) 不能 一次实验具有偶然性,应多测几组数据得到普遍结论
(3) 4.5 变大
(4)D
(5) 错误 B
(6) 重心
【详解】(1)[1]由图甲可知,杠杆处于静止,由于静止时,物体处于平衡状态,所以杠杆处于平衡状态。
[2]由图甲可知,杠杆向右偏,由右偏左调可知,应将平衡螺母向左调,直至杠杆在水平位置平衡。
[3]由于实验中杠杆的自重会影响实验结果,所以将杠杆调至水平位置平衡,可以消除杠杆自重对实验的影响。
(2)[1][2]只进行了一次实验,只测出一组实验数据,根据一次实验数据得出的结论不具有普遍性,实验结论不可靠。
(3)[1]根据杠杆平衡条件,每个钩码重1N,则
3N×6格=F1×4格
解得
F1=4.5N
所以杠杆平衡时,弹簧测力计的读数应为4.5N。
[2]由图示可知,把弹簧测力计沿虚线方向拉,使杠杆在水平位置平衡,阻力与阻力臂不变,而拉力的力臂变小,由杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的示数将变大。
(4)当杠杆上挂多组钩码时,力和力臂数目增加,虽然也能得出正确的结论,但是使实验复杂化,给实验带来难度,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(5)[1][2]有同学得出只要满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”,杠杆就平衡,这个结论是错误的,这是一种特殊情况,当力和杠杆垂直时,力臂长和力作用点到支点的距离相等,为了得到了特殊结论,可以保证悬挂点位置不变,将弹簧测力计斜向右下或左下拉,即改变力的方向,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(6)②[1]刻度尺在支座上保持水平平衡,物体悬挂点到支座的距离L1为动力臂,还需要测量阻力臂,所以测量刻度尺的重心到支座的距离L2;
③[2]根据杠杆的平衡条件可知
m1gL1=mgL2
可以计算出刻度尺的质量
答案第1页,共2页
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