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
2026-06-18
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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 | 982 KB |
| 发布时间 | 2026-06-18 |
| 更新时间 | 2026-06-18 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58407587.html |
| 价格 | 0.50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15道阶梯式实验题构建从基础操作到实际应用的知识网络,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|实验基础|5题|平衡螺母调节、水平平衡目的|从杠杆平衡状态判断切入,建立"调节-测量-验证"操作逻辑|
|条件验证|4题|数据表格分析、动态平衡判断|围绕F₁L₁=F₂L₂,通过钩码移动/数量变化验证平衡条件普适性|
|拓展应用|6题|弹簧测力计斜拉、杆秤原理分析|结合力臂变化规律,延伸至生活工具,体现物理观念与社会责任|
内容正文:
【期末专题复习】杠杆实验题
1.小伟利用杠杆做了以下实验,实验时使用的每个钩码的质量均相等,杠杆上相邻刻线间的距离相等,请回答下列问题。
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆______(选填“处于”或“不处于”)平衡状态,可将杠杆左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是消除杠杆自重对实验的影响及便于测量______。
(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,小伟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,小伟继续进行实验,如图乙所示,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝支点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)改变钩码的数量和位置获取三次测量数据(如表),根据表中数据你得出杠杆的平衡条件:______(用公式表示)。完成表中的空格内容:______。
实验次序
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2.0
5.00
1.0
10.00
2
2.0
10.00
2.0
10.00
3
3.0
10.00
2.0
________
2.小强在实验室中探究杠杆的平衡条件。已知他使用的钩码均重。
(1)实验前,杠杆在图甲所示的位置保持静止,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,需要将平衡螺母向______填“左”或“右”调节;
(2)实验中把右侧钩码对杠杆施加的力记为动力,左侧钩码对杠杆施加的力记为阻力。多次实验后,所测得的实验数据如下表所示:
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
分析表中的数据,归纳出杠杆的平衡条件是______用字母表示。某次实验中,杠杆平衡时的情景如图乙所示,此时对应的是第______次实验,由此可推断出杠杆上一格的长度为______;
(3)如图丙所示,在杠杆左侧挂上钩码,在右侧用弹簧测力计竖直向下拉杠杆使其在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为______;若保持杠杆不动,改变弹簧测力计拉力的方向,则弹簧测力计的示数将______填“增大”“减小”或“不变”;
(4)实验结束后,小强联想到生活中的杆秤。如图丁所示的杆秤主要由秤杆、秤钩、提纽和以及秤砣组成;
用该杆秤称量货物,使用提纽______填“”或“”时,该杆秤的称量范围较大;
若秤砣在使用过程中磨损了一部分,则称量货物时读出的质量将比被测货物的真实质量偏______填“大”或“小”。
3.用图示的装置来“探究杠杆平衡的条件”,杠杆上刻度均匀。
(1)如图甲所示,杠杆在图示位置静止时,杠杆是_____(平衡/不平衡)的,实验时,要求杠杆静止时处于水平位置,因此要向_____调节平衡螺母。以后每次实验时均要求杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是为了便于_____。
(2)若只选用钩码进行探究:如图乙所示,在杠杆两侧分别挂上钩码,移动钩码悬挂点的位置,使杠杆在水平位置平衡,记录相应的数据。为了使得到的探究结论更具有普遍性,还应多次改变钩码的_____和_____进行实验,并记录相应的数据。
(3)若将右侧钩码换成弹簧测力计进行探究(弹簧测力计要倒置使用,必须使用另一弹簧测力计来校准),如图丙所示,在点挂3个钩码.在点用弹簧测力计下拉,使杠杆在水平位置平衡.保持测力计悬挂点不变,当测力计由竖直下拉改为斜拉(图中虚线),保持杠杆在水平位置平衡,测力计的示数将_____(变大/变小/不变)。
4.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,实验装置如图所示。
(1)如图甲所示,杠杆处于静止状态,此时杠杆______(填“是”或“不是”)处于平衡状态。为使杠杆在水平位置保持平衡,应向______(填“左”或“右”)调节螺母,这样做的目的是为了方便测量______,并消除杠杆自身重力对实验的影响。
(2)实验中,如图乙所示,杠杆上刻度均匀,在A点挂3个相同的钩码,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两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆______(填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持静止不动”)。
(3)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。再做几次实验,实验数据如下表所示。
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
0.3
1
0.15
2
1.5
0.1
3
0.05
3
3
0.1
1.5
0.2
分析表中的数据得到杠杆的平衡条件是:______(用、、、表示)。
(4)用一个始终与轻质杠杆垂直的力F缓慢地将水平杠杆逆时针转动一定角度,如图丙所示,此过程中,力F的大小将______。
A.不变 B.变小 C.变大 D.无法确定
5.小萱利用图甲所示的实验装置,做“探究杠杆的平衡条件”实验。杠杆上相邻刻线间的距离相等,实验使用的钩码每个质量均为50g。
(1)将杠杆安装在支架上,若杠杆左端下沉,则应将杠杆左侧的平衡螺母向______调(选填:“左”或“右”),直至杠杆在水平位置平衡。
(2)调整杠杆水平平衡后,在杠杆的A点挂2个钩码,为使杠杆保持水平平衡,应在杠杆B点挂______个钩码。
(3)若在杠杆A点挂3个钩码,用弹簧测力计在杠杆的C点竖直向上拉杠杆,弹簧测力计示数为______N时,能使杠杆水平平衡。(g取10N/kg)
(4)在用弹簧测力计由竖直向上拉C点逐渐变为沿图乙中虚线方向斜向上拉C点,且保持杠杆在水平位置平衡的过程中,弹簧测力计的示数逐渐______,(选填“变大”“变小”或“不变”)请你解释原因:______。
(5)小萱在实验中,保持阻力、阻力臂不变,在杠杆水平平衡时,测出每一组动力臂和动力的数据,并利用实验数据绘制了与的关系图像,如图丙所示。请根据图像推算,当为0.05m时,为______N。
6.小明对杠杆开展相关实验探究(不计支点处摩擦)。
(1)小明安装好杠杆,将平衡螺母向左调节,杠杆在水平位置平衡,说明一开始杠杆的___________端翘起(选填“左”或“右”)。杠杆的平衡条件是___________。
(2)如图甲所示,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。
(3)小明换用可变形杠杆(AOB可绕___________点转动)进一步研究杠杆平衡条件:当杠杆处于图乙所示水平位置平衡时,保持物块M的位置不变,OB向下折至如图丙所示的位置。要使杠杆在图丙所示位置保持平衡,则应将物块N的悬挂点移动到___________。
A.①点处 B.②点处 C.①和②之间
(4)杆秤是前些年菜市场测量质量的工具,小明又找来了一个杆秤进行观察,并准备完成老师布置的跨学科任务:制作一个杆秤。
①用图甲所示这个杆秤称量物体时,支点是___________(选填“秤砣”、“提纽”或“秤钩”)所在的位置。这个杆秤有两个提纽,当小明使用提纽1时杆秤最大能称量5kg的物体,当他使用同一个秤砣,但改用提纽2时杆秤能称量物体的最大质量会___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)5kg。
②若某次称量时小明只使用了提纽1,称量了同一物体两次,当他第二次换用质量更大的秤砣时,第二次秤砣在杆秤上的位置会___________(选填“靠近”或“远离”)提纽的位置。
7.小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验,实验室提供了如下图所示杠杆(支点为O)、支架、10个钩码(每个重0.5N)。
(1)如图甲所示,实验开始前,应向__________端调节螺母,使杠杆在水平位置平衡;挂上钩码后,每次都要让杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于直接读取__________;
(2)小明取2个钩码,挂在支点左侧某处,再取4个钩码挂在支点的__________侧进行实验,使杠杆在水平位置平衡后,记录下数据;
(3)完成三次实验后分析数据,他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验数据。
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
…
…
…
…
2
…
…
…
…
3
2.5
20.0
2.0
25.0
小明在第3次实验的基础上,在支点左侧20.0cm处继续加钩码直到为3.5N,如图乙所示,然后将剩下的3个钩码挂在右侧25.0cm处,为了让杠杆再次在水平位置平衡。她应该将左侧的钩码移动至__________cm刻度处(结果保留一位小数)。
8.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。
(1)杠杆在如图甲所示位置静止,此时杠杆_________(选填“是”或“不是”)处于平衡状态;向_________________(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母使杠杆保持水平并静止,此操作可方便测量力臂,原因是杠杆的重心通过支点,消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响,此时支点到力的作用线的距离等于___________。
(2)在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2,测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到实验数据如下表:
次数
动力F1/N
动力臂l1/ cm
阻力F2/N
阻力臂 l2/ cm
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
15.0
1.5
10.0
3
1.5
10.0
0.5
30.0
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是__________。
(3)本次探究进行多次实验的目的是 。(选填“A”或“B”)
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
(4)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”)。
9.小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)安装好装置后,杠杆位置如图甲所示,接着应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。杠杆水平平衡后,在实验过程中,挂上钩码调平时__________(选填“能”或“不能”)再次调节两侧的平衡螺母;
(2)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,如图乙所示,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,改变动力和动力臂大小,相应调节阻力和阻力臂;再做几次实验,实验数据记录如下表所示。根据实验数据可以初步得出杠杆的平衡条件为:__________(用表格中的物理量符号表示)。本实验进行多次实验的目的是__________;
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
10.0
2
5.0
2
2
10.0
1
20.0
3
2
15.0
1.5
20.0
(3)如图丙所示,若保持杠杆平衡状态不变,将右侧的砝码换成弹簧测力计,弹簧测力计由位置缓慢转动到位置的过程中,其示数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”),小明还发现在位置时弹簧测力计的示数比通过杠杆的平衡条件计算出的数据大,造成这样的原因可能是__________。
10.同学们探究“杠杆的平衡条件”时选用了刻度均匀的匀质杠杆和若干重1N的钩码。
(1)实验前,如图甲所示,杠杆静止,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)处于平衡状态,接下来应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调,使杠杆在______位置平衡,目的是______;使支点在杠杆的几何中心的目的:______;
实验次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
2
6
3
4
2
1
8
2
4
3
3
8
6
4
(2)杠杆调节平衡后,开始实验。在A处悬挂2个钩码,如图乙所示,此时应在C处挂______个钩码,才能使杠杆再次水平平衡;
(3)挂上钩码后,小亮认为也可以调节平衡螺母使杠杆平衡,这种做法是______(选填“正确”或“错误”)的;
(4)小明按照正确的步骤进行实验,并记录了实验数据,如上表。根据表中数据可以得出、、、的关系为______。
11.小明在探究杠杆的平衡条件时,用到的器材有:刻度均匀的杠杆、支架、细线和若干个重力均为的钩码等。
(1)小明实验前发现杠杆静止时右侧下沉,如图甲所示,他应将左端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)移动,直到杠杆在___________位置平衡,从而便于___________;
(2)调节好杠杆后,小明在杠杆左侧挂上钩码,如图乙所示,下一步他应将四个钩码挂在杠杆___________(选填“左”或“右”)侧的___________点处,放手后杠杆才可能平衡;
(3)在(2)题中,还可以用弹簧测力计产生的拉力,作用到杠杆的左侧___________处,竖直向___________拉杠杆,使其平衡.实验过程中要多次改变动力、动力臂等条件,从而得到多组杠杆平衡时的数据,其目的是__________________。
12.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,则应将平衡螺母向____________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,杠杆上刻度均匀,在A点挂3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两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆将____________(选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持静止不动”);
(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡;当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时,其示数会____________(选填“变大”、“不变”或“变小”),原因是____________。
(4)某同学按照图乙的数据得出如下结论:“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”。这个结论与杠杆平衡条件不符合,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
13.在“探究杠杆平衡条件”的活动中,实验选用的钩码重均为0.5N。
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,应将______向______调节,把铅垂线放置于点,从正前方观察,当零刻度线与铅垂线______(选填“重合”或“垂直”)时,即杠杆在水平位置平衡;
(2)如图乙所示,需要在点挂上______个钩码,杠杆将在水平位置平衡;再次在其两边各加上一个钩码,杠杆______侧会下降;
(3)多次实验,记录的数据如下表,可得、、、之间的关系是:______。
实验序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.0
6.0
2.0
3.0
2
1.5
4.0
3.0
2.0
3
2.0
2.0
4.0
1.0
(4)下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是___________。
A.测量铅笔长度
B.探究重力与质量关系
C.探究反射角与入射角关系
14.如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。
(1)挂钩码前,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,接下来应向__________(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的平衡螺母,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,应在B点挂__________个相同的钩码,可以使杠杆再次在水平位置平衡,使杠杆在水平位置平衡的目的是__________;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O的方向各移动一小格,则杠杆的__________(选填“左”或“右”)端将上翘;
(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(与水平方向成角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数F如图丙所示。请画出F的力臂l1__________;已知每个钩码重,则在A点应挂__________个钩码。
15.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,每个钩码重均为0.5N,杠杆刻度均匀。
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向________(左/右)调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是________,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;
(2)如图乙所示,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,则杠杆会________(顺时针/逆时针)转动;
(3)如图丙所示,人行走时脚可视为杠杆,支点O位于脚掌前端,则此时脚属于________杠杆。
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) 处于 左 力臂大小
(2) 实验次数不足,结论具有偶然性 右端下沉
(3) F1L1=F2L2 15.00
【详解】(1)[1]实验前,杠杆静止如图所示,根据杠杆的平衡状态:静止或匀速转动状态可知,此时杠杆处于平衡状态。
[2][3]杠杆不在水平位置,右端向下倾斜,左端上翘,故应向左调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,支点到力的作用点的距离就是力臂,便于测量力臂大小,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(2)[1]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,小伟立即分析得出杠杆的平衡条件,他这种做法的不足是实验次数不足,结论具有偶然性,不能探究普遍规律。
[2]若将图乙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,左边力与力臂的乘积小于右边力与力臂的乘积,故杠杆不能平衡,会向右端下沉。
(3)[1]由表格数据可知,第一次实验和第二次实验的动力与动力臂乘积等于阻力与阻力臂乘积,因此杠杆的平衡条件为
[2]第三次实验中
根据杠杆平衡条件
可得
所以表中的空格内容为15.00。
2.(1) 平衡 右
(2) 1 5
(3) 2 增大
(4) B 大
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态包括静止状态、匀速转动状态,图甲中杠杆处于静止状态,即处于平衡状态。
[2]由图知,杠杆此时左端下沉,右端上翘,表明杠杆左边要重一些,若要使杠杆在水平位置平衡,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)[1]由表中实验数据可知,动力动力臂阻力阻力臂,因此杠杆平衡条件为:。
[2]如图乙所示,左边钩码的拉力,右侧钩码的拉力,则此时对应的是第次实验。
[3]此时动力臂是,个格,所以由此可推断出杠杆上一格的长度为
(3)[1]若杠杆上每格的长度l,弹簧测力计竖直方向拉杠杆,使其水平平衡,根据平衡条件得,,则。
[2]保持弹簧测力计悬挂点不变,使其拉力方向斜向右下方,仍使杠杆水平平衡,此时弹簧拉力不再垂直于杠杆,则力臂大小变短,弹簧测力计拉力变大。
(4)[1]对于杆秤,根据杠杆的平衡条件可知,在称量货物时,动力不变时,使用提纽时,阻力臂变小,动力臂变大,所以该杆秤的称量范围更大。
[2]若该杆秤配套的秤砣有磨损,其重力变小,即动力变小,在阻力和阻力臂不变的情况下,根据杠杆平衡条件,动力臂会变大,所以称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏大。
3.(1) 平衡 右 直接读取力臂长度
(2) 个数 悬挂点的位置
(3)变大
【详解】(1)[1]杠杆静止在图示位置,属于“静止”状态,符合杠杆平衡的定义。
[2]为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图知,左端下沉、右端上翘,为使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应向高的一端调,需要将平衡螺母向右调节。
[3]杠杆水平位置平衡时,力臂与杠杆重合,便于直接读取力臂长度。
(2)[1][2]为使结论具有普遍性,需多次改变钩码的个数和悬挂点位置,来改变质量和力臂的长度,避免实验偶然性。
(3)测力计斜拉时,拉力的力臂是支点到拉力作用线的垂直距离,斜拉时垂直距离减小,动力臂会变短。根据杠杆平衡条件F1L1 = F2L2,阻力和阻力臂不变,动力臂变短,则动力会变大,所以测力计示数会变大。
4.(1) 是 右 力臂
(2) 4 左端下沉
(3)F1l1=F2l2
(4)B
【详解】(1)[1]杠杆静止和匀速转动时,杠杆都处于平衡状态。图甲中杠杆处于静止状态,此时杠杆处于平衡状态。
[2][3]应该向较高的一端调节平衡螺母,使杠杆在水平位置保持平衡。图甲中杠杆左端下沉右端上翘,应该将平衡螺母向右侧调节,使杠杆在水平位置平衡,其目的是便于测量力臂。
(2)[1]若每个钩码重G,每个小格长L,如图乙所示,杠杆左边A处挂3个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件可得3G×4L=nG×3L。解得n=4,即应在杠杆右边B处挂4个同样的钩码。
[2]当杠杆平衡后,在A、B两点下方同时增加一个钩码,则有4G×4L>5G×3L,左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积,则左端下沉。
(3)分析表格中数据,可得杠杆平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,数学表达式为F1l1=F2l2。
(4)由图丙可知,在杠杆的最右端施加一个始终垂直杠杆向上的力F,将杠杆沿逆时针方向向上缓慢转动,因动力始终垂直于杠杆向上,则动力臂始终等于杠杆的长,即动力臂l1不变,缓慢将水平杠杆逆时针转动一定角度,阻力的力臂l2变小,阻力大小等于物体的重力且不变,根据杠杆平衡条件可知,F是变小的,故选B。
5. 右 5 2.5 变大 阻力和阻力臂一定,动力臂变小,所以动力变大 6
【详解】(1)[1]杠杆左端下沉,右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,由杠杆平衡条件得
2G×5L=nG×2L
解得
n=5
即应在杠杆B点挂5个钩码。
(3)[3]每个钩码的重力为
若在杠杆A点挂3个钩码,用弹簧测力计在杠杆的C点竖直向上拉杠杆,此时测力计拉力的力臂为3L,根据杠杆的平衡条件有
3G×5L=F×3L
解得
F=5G=5×0.5N=2.5N
(4)[4][5]保持杠杆在水平位置平衡,用弹簧测力计由竖直向上拉C点时,拉力方向与杠杆垂直此时拉力的力臂最大,当拉力方向逐渐变为沿图乙中虚线方向斜向上拉C点过程中,拉力的力臂逐渐变小,阻力和阻力臂一定,根据杠杆的平衡条件可得,拉力(测力计的示数)逐渐变大。
(5)[6]由图像知道,当F1=3N时,l1=0.1m;由于题中的阻力和阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件知道,利用图像中任意一组数据都能得出
F2l2=F1l1=3N×0.1m =0.3N∙m
所以,若当l1为0.05m时,则
6.(1) 左 F1L1=F2L2
(2)1
(3) O B
(4) 提纽 小于 靠近
【详解】(1)[1]要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的一端移动,将平衡螺母向左调节,杠杆在水平位置平衡,说明杠杆左端翘起。
[2]杠杆的平衡条件是物理学中一个重要的力学原理,它描述了杠杆在静止或匀速转动状态下,作用在杠杆上的力与力臂之间的关系,动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即
(2)设杠杆上每小格的长度为L,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,由杠杆平衡条件可以得到
解得
(3)[1]由图可得,可变形杠杆AOB是绕O点旋转的,所以可变形杠杆的支点为O点。
[2] 保持物块M的位置不变,OB向下折,则保持不变,若要使杠杆保持平衡,则应保持
因保持不变,则应保持力臂不变,即
力臂是指从支点到力的作用线的距离,而力的方向始终是竖直向下的,所以应将物块N的悬挂点移动到②点处,故AC错误,B正确;
故选B。
(4)[1]用图甲所示这个杆秤称量物体时,秤钩挂重物,手提提纽处,称绕着提纽旋转,所以支点为提纽。
[2]当他使用同一个秤砣,但改用提纽2时,称量物体的重力的力臂减小,秤砣重力的力臂变大,由杠杆的平衡条件可知,杠杆能称量物体的最大质量会小于5kg。
[3]当他第二次换用质量更大的秤砣时,对应的动力变大,由杠杆的平衡条件可知,对应的力臂变小,所以第二次秤砣在杆秤上的位置会靠近提纽的位置。
7.(1) 右 力臂大小
(2)右
(3)10.7
【详解】(1)[1]由图甲可知,杠杆左端下沉,说明杠杆中心偏左,位使杠杆在水平平衡,应将杠杆的螺母向右调节。
[2]当杠杆在水平位置平衡时,支点到力的作用点的距离就是力臂,这个距离可以直接从杠杆上读取,便于直接读取力臂大小。
(2)由于钩码的重力方向是竖直向下,小明取2个钩码,挂在支点左侧某处时,使杠杆逆时针转动;为了使杠杆在水平位置平衡,则取4个钩码应挂在支点的右侧,使杠杆顺时针转动,作用效果抵消,杠杆平衡。
(3)根据杠杆平衡条件,当F1为3.5N时,F2为1.5N,l2最大为25.0cm,为使杠杆再次在水平位置平衡,应满足
3.5N×l1=1.5N×25.0cm
解得l1≈10.7cm,即应将应将左侧的钩码移动至10.7cm处,杠杆平衡。
8.(1) 是 右 力臂长度
(2)动力×动力臂=阻力×阻力臂或
(3)B
(4)右端下沉
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态包括静止和匀速转动,图甲中杠杆处于静止状态,因此此时杠杆是处于平衡状态。
[2]由图甲可知,杠杆左端下沉,说明左端较重,要使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向右调节。
[3]当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,此时支点到力的作用线的距离就是力的作用点到支点的距离,即等于力臂长度,这样便于直接从杠杆上读出力臂的大小。
(2)分析表中的数据:第1次实验中,0.5N×20.0cm=1.0N×10.0cm
第2次实验中,1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm
第3次实验中,1.5N×10.0cm=0.5N×30.0cm
由此可得出杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂,或写成F1l1=F2l2。
(3)本次探究中进行多次实验,换用不同数量的钩码和改变钩码位置,是为了避免实验的偶然性,从而寻找杠杆平衡的普遍规律,而不是为了减小实验误差,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)设一个钩码的重力为G,杠杆一个格的长度为L。原来A在左侧三个格挂两个钩码,左侧力和力臂的乘积为2G×3L=6GL
B在右侧二个格挂三个钩码,右侧力和力臂的乘积为3G×2L=6GL
杠杆平衡。将A、B位置的钩码个数都减少一个后,左侧钩码个数为1个,力和力臂的乘积为1G×3L=3GL
右侧钩码个数为2个,力和力臂的乘积为2G×2L=4GL
因为右侧乘积大于左侧乘积,所以杠杆将会右端下沉。
9.(1) 右 不能
(2) 避免实验的偶然性,寻找普遍规律
(3) 变大 杠杆自身有重力
【详解】(1)[1]由图甲可知,杠杆左端下沉,右端上翘,根据“左低右调”的原则,应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
[2]杠杆水平平衡后,在实验过程中,挂上钩码调平时不能再次调节两侧的平衡螺母,平衡螺母只能在实验前调节,实验中需通过改变钩码数量或位置来调节平衡。
(2)[1]分析表格数据:可知第1次:
第2次:
第3次:
可以初步得出杠杆的平衡条件为
[2]本实验是探究型实验,进行多次实验的目的是避免实验的偶然性,寻找普遍规律。
(3)[1]弹簧测力计由a位置缓慢转动到b位置的过程中,拉力的力臂逐渐变小,根据杠杆平衡条件,可知阻力和阻力臂不变,动力臂变小,所以动力,即弹簧测力计示数将变大。
[2]在a位置时弹簧测力计的示数比通过杠杆的平衡条件计算出的数据大,造成这样的原因可能是杠杆自身有重力或杠杆的重心不在支点上,导致杠杆自重对杠杆的平衡产生影响。
10. 是 左 水平 便于测量力臂 避免杠杆自身重力的影响 1 错误
【详解】(1)[1][2][3][4]如图甲,杠杆保持静止且向右偏,此时杠杆处于平衡状态;此时应将平衡螺母向左调到水平位置平衡状态,挂上钩码后,力臂与杠杆重合,直接在杠杆上即可读出力臂大小,便于测量力臂。
[5]实验时支点在杠杆的几何中心,杠杆自身重力就不会对实验产生影响。
(2)[6]由乙图可知,C处的力臂是A处力臂的两倍,根据杠杆平衡条件,C处的作用力等于A处作用力的一半,故C处挂一个钩码即可。
(3)[7]挂上钩码后,如果再调节平衡螺母就相当于在杠杆上再施加一个力的作用,故这种做法是错误的。
(4)[8]由表中数据可得
实验1
2N×6cm=3N×4cm
实验2
1N×8cm=2N×4cm
实验3
3N×8cm=6N×4cm
故得出的关系式:。
11.(1) 左 水平 见解析
(2) 右 见解析
(3) 2点 上 见解析
【详解】(1)[1][2][3]根据甲图可知,杠杆的右侧下沉,那么杠杆的右侧重,左侧轻,因此平衡螺母应该向左调节;使杠杆在水平位置平衡,调节杠杆在水平位置平衡,使其力臂与杠杆重合,从而便于消除杠杆自重对实验的影响且便于测量力臂。
(2)[1][2]假设一个钩码重为G,杠杆上一格为L,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得2G×4L=4G×nL
解得n=2,即应在下一步他应将四个钩码挂在杠杆2点处,放手后杠杆才可能平衡.
(3)[1][2]一个钩码重力为0.5N,杠杆上一格为L,弹簧测力计产生2N 的拉力,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得2×0.5N×4L=2N×nL
解得n=2,弹簧测力计的正确用法是竖直向上拉杠杆,故拉力应作用到杠杆的左侧2点处,竖直向上拉杠杆,使其平衡。
[3]实验过程中要多次改变动力、动力臂等条件,从而得到多组杠杆平衡时的数据,其目的是避免实验的偶然性,使实验结论更具有普遍性和可靠性。
12. 右 4 左端下沉 变大 见解析 B
【详解】(1)[1]探究杠杆平衡条件实验前,要调节杠杆在水平位置平衡,调节的方法是那端高,平衡螺母向那端调节,图甲中杠杆左端下沉,故应将平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2) [2]根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,设杠杆的每一格长度为L,每个钩码的重力为G,则
3G×4L=nG×3L
解得n=4, 即右边B点处应挂4个钩码,杠杆在水平位置平衡。
[3]当杠杆平衡后,将A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,杠杆的左、右两边的力与力臂的乘积分别为
左边=4G×4L=16GL
右边=5G×3L=15GL
即左边力与力臂的乘积大于右边力与力臂的乘积,故则杠杆将左端下沉。
(3)[4][5]若不在B点挂钩码, 改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡;当弹簧测力计从图丙位置转到 图丁位置时,拉力的力臂逐渐减小,由阻力和阻力臂的乘积不变,可得弹簧测力计示数将变大。
(4)[6]图乙中,动力与阻力均与杠杆垂直,当支点到动力作用点的距离为动力臂,支点到阻力作用点的距离为阻力臂,此时得出结论:“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”,是由于没有改变力的方向,且仅通过一组实验就得出实验结论,使结论具有偶然性,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
13.(1) 平衡螺母 右 重合
(2) 2 右
(3)
(4)A
【详解】(1)[1][2][3]实验前,杠杆静止在如图甲所示位置时,杠杆左低右高,应将杠杆两端的平衡螺母向右调节,从正前方观察,当零刻度线与铅垂线重合时,说明杠杆已经在水平位置平衡。
(2)[1]如图乙所示,设需要在B点挂n个钩码,杠杆将在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件可得
解得:n=2;
[2]再次在其两边各加上一个钩码,则
杠杆右侧会下降。
(3)分析三次实验数据可知,每次实验,动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积,所以杠杆的平衡条件为
(4)本实验多次实验的目的是避免偶然因素,寻找杠杆平衡条件的普遍规律。
A.测量铅笔长度,多次实验的目的是减小误差,目的与本次探究不同,故A符合题意;
B.探究重力与质量关系,多次实验的目的是为了得到重力与质量关系的普遍规律,故B不符合题意;
C.探究反射角与入射角关系,多次实验的目的是避免偶然因素,找到反射角和入射角关系的普遍规律,故C不符合题意。
故选A。
14.(1) 平衡 右
(2) 6 便于测量力臂的大小 右
(3) 4
【详解】(1)[1]当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆处于平衡状态;挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于平衡状态。
[2]由图甲中,杠杆的右端较高,平衡螺母应向右端移动使杠杆在水平位置平衡。
(2)[1]设杠杆上一个小格的长度为L,一个钩码重为G,杠杆在水平位置平衡时,由杠杆平衡条件可得
4G×3L=nG×2L
解得:n=6,所以在B处挂6个相同的钩码。
[2]使杠杆再次在水平位置平衡,力臂在杠杆上,所以,使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂的大小。
[3]若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一小格,则左侧力和力臂的乘积
4G×2L=8GL
右侧力和力臂的乘积
6G×L=6GL
因为
8GL>6GL
所以杠杆左端会下沉,右端上翘。
(3)[1][2]从支点O向力F作用线作垂线段,即为F的力臂l1,如图所示
测力计的分度值为0.2N,示数为1.2N,即拉力F的大小为1.2N,根据数学知识可知,此时动力臂等于
阻力臂为
根据杠杆平衡条件可得
可得,在A点的拉力为
所以钩码总重为
因每个钩码重0.2N,所以,应在A点挂4个相同的钩码。
15.(1) 右 便于测量力臂
(2) 6 顺时针
(3)省力
【详解】(1)[1]甲图中杠杆左端低,说明左侧沉,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节。
[2]实验中使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂。
(2)[1]乙图中,设一个钩码的重力为G,杠杆一格的距离为L,根据杠杆平衡的条件可得
解得,应在B点挂6个相同的钩码。
[2]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,此时杠杆左端力与力臂的乘积为
杠杆右端力与力臂的乘积为
因此杠杆顺时针转动。
(3)丙图中,动力臂大于阻力臂,根据杠杆的平衡条件可知,为省力杠杆。
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