期末物理专题复习 杠杆实验题 2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-06-19
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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 | - |
| 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 | 1.04 MB |
| 发布时间 | 2026-06-19 |
| 更新时间 | 2026-06-19 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58409737.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以杠杆平衡条件为核心,通过基础探究、动态分析及跨学科实践,系统构建"原理-应用-拓展"的实验能力体系,融合科学探究与模型建构素养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础探究|第1、3、6题|杠杆水平平衡调节方法;力臂直接测量技巧|从平衡螺母调节到F1L1=F2L2定量推导,形成"调节-测量-验证"逻辑链|
|动态平衡分析|第1(2)、4(2)题|动力臂变化对动力大小的影响规律;力的方向与力臂关系|基于杠杆平衡条件,分析力臂动态变化导致的平衡状态改变,培养科学推理能力|
|实际应用与跨学科|第2、8、12题|密度计刻度推导;杆秤量程与精度优化;桥梁力学分析|将杠杆原理迁移到密度测量、传统工具制作及工程实践,体现科学态度与社会责任|
内容正文:
期末专题复习 杠杆实验题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.如图所示,小明在做“探究杠杆的平衡条件”的实验。
(1)调节杠杆水平平衡后,在A、B两点挂上钩码,此时杠杆恰好水平平衡,如图甲所示。如果在B点下方减少一个钩码,A点下方钩码的数量不变,为使杠杆保持水平平衡,则需将挂在A点的钩码_________。
(2)在A点去掉一个钩码,再取下B点的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点。在弹簧测力计由位置1转到位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡状态,如图乙所示,则弹簧测力计的示数的变化是___________。
2.【探究名称】制作密度计
【问题】小明、小红在使用密度计时发现由于刻度不均匀,估读时误差较大,在“综合实践活动”中准备制作一个刻度均匀的密度计。
【步骤】两人分别制作一个密度计
(一)小明方案
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能 _________在液体中;
(2)将吸管放到水中的情景如图1甲所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图1乙所示,用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,由图可知ρ液_____ρ水(选填“>”“<”或“=”),ρ液与ρ水、h及H的关系式是 ___________;
(3)小明利用上述关系式进行计算,在吸管上标出了0.8、0.9、1.0、1.1、1.2的刻度线(单位:g/cm3)。结果发现1.1刻度线在1.0刻度线的 _____(选填“上”或“下”)方;
(二)小红则采用图2所示的方法
(4)杆秤的工作原理是 ____________;
(5)小红方案:①模仿杆秤结构,用杯子代替秤钩,先自制一根无刻度“密度秤”;
②杯中不加液体,提起秤纽,移动秤砣(如图2乙所示),将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度;
③杯中加水至a处,提起秤纽,移动秤砣,将此时秤砣的悬挂点B标记为“1.0”刻度(单位g/cm3);
④以AB两点之间长度的为标准,在整根秤杆上均匀地标上刻度;
【交流】(6)小明利用自制密度计测量某种食用油,发现操作时出现了图1丙所示的情形,在不更换食用油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试:__________;
(7)小红为了制作出精确度更高的“密度秤”,下列改进措施可行的是 _____。
A.把秤纽位置往靠近秤钩一侧移动
B.减小秤砣的质量
C.改用更轻的杯子装液体
D.换用更细、更长的秤杆
3.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,应将杠杆左端螺母向______移一些;
(2)在调节时,使杠杆在水平位置平衡的目的主要是为了方便_________;
(3)如图乙所示,小亮在杠杆左侧距支点18cm处悬挂2个钩码并保持不变,多次改变支点右侧的钩码个数,并使杠杆始终在水平位置平衡。实验数据如下表所示;
实验次数
阻力F₂/N
阻力臂 L₂/cm
动力F₁/N
动力臂 L₁/cm
1
1
18
1.5
12
2
1
18
2
9
3
1
18
3
6
分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:______________(写表达式);
(4)若不在C点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计从竖直位置转到图丙所示位置时,其示数会______;
(5)如图丁所示,小明选用一根轻质杠杆和溢水杯测量小石块的密度(石块不吸水);
①在溢水杯中装满水,将石块缓慢浸没在溢水杯中,用一个完好的塑料袋在溢水口处接住溢出的水,则石块的体积_______溢出水的体积(选填“大于”“等于”或“小于”);
②将石块从溢水杯中取出,擦干水后用细线系住石块悬挂于处于水平位置平衡的杠杆的A点,用细线将塑料袋悬挂于杠杆的另一端,调节塑料袋的位置,使杠杆在水平位置再次平衡,记下此时塑料袋的悬挂点为B点,如图丙。测得A、B点到O点的距离分别为、,若不计塑料袋的质量,则石块密度的表达式为,_______(用、、表示)。
4.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,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__________;
5.小明利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”,如图甲。一端烛油滴下时,此端就上升,两端交替上下。为了寻找上述现象的原因,小明用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
(1)小明利用图丙中水平平衡的杠杆(OD>OA=OC)进行实验,保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
①把A处悬挂的钩码改挂在C处,发现杠杆不再平衡;
②把A处悬挂的钩码改挂在D处,发现杠杆仍保持平衡;
③由此初步判断影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的________(选填“作用点”或“作用线”)的距离;
(2)明确影响因素后,小明利用图乙器材探究杠杆平衡的条件,将实验数据记录在表格中。
实验次数
动力
a
阻力
阻力臂
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
①表格中a处应填写的内容是______________;
②分析表中数据,得出杠杆平衡的条件是____________;
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,杠杆________(选填“左端”或“右端”)下沉;
(3)图甲交替上下的蜡烛一端烛油滴下时,此端上升,原因是______________;
(4)小明探究得出杠杆的平衡条件后,利用身边的材料模仿中药房的戥(děng)秤制作了杆秤,如图丁所示。当不挂秤砣且秤盘不放物体时,在O点提起提纽,秤杆水平平衡,该杆秤的量程为0~250g,若想增大该杆秤的量程,下列方案可行的是( )
A.将提纽O向右移 B.将提纽O向左移
C.增大秤砣质量 D.减小秤砣质量
6.小梅在“探究杠杆平衡条件”的实验中,进行了下操作:
(1)将杠杆悬挂在支点O上,如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,需将杠杆左端的平衡螺母向________调节(选填“左”或“右”);
(2)调节平衡后,在杠杆左侧A点挂3个钩码,如图乙所示,为使杠杆在水平位置重新平衡,可以在B点挂________个钩码,也可以使用弹簧测力计在________(选填“B”或“C”)点向上拉杠杆。
7.如图所示,小青在探究“杠杆的平衡条件”的实验中所用的器材有:杠杆、支架、刻度尺、细线和若干个质量相同的钩码。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)杠杆调节平衡后,小青在杠杆上A点处挂4个钩码,为使杠杆重新平衡,应在点挂__________个钩码;
(3)如果再在、两处各加挂一个钩码,杠杆的__________端将会下沉。
8.跨学科实践
制作简易杆秤
实践小组的同学们在了解晋商文化后,利用身边的物品自制戥子——晋商杆秤,山西传统诚信商贸的代表性工具。
他们取一根粗细均匀的轻质细木杆(其自重可忽略不计),在左端点钻孔,用细线悬挂小盘作为秤盘;在点右侧5cm处选取点,系粗棉绳作为提纽;用细线系住20g钩码,套挂在木杆点右侧,作为可滑动秤砣。提起提纽,秤盘空置,滑动秤砣使木杆在水平位置静止,此时秤砣悬挂点标记点,为“0 g”。在秤盘中放入100 g砝码,滑动秤砣使杆秤水平平衡,标记点为“100g”,将“0g”“100g”之间等分为20份,在每一等份上标注出刻度制成简易杆秤。
(1)已知为3cm,则秤盘的质量为_____g。
(2)如图是小组同学称量橡皮块时的情景,请在图中画出秤砣对杠杆力的力臂。_____若要使杆秤水平平衡,秤砣应适当向______(选填“左”或“右”)移动。
(3)在称量某物体时,小组同学发现无论如何移动秤砣,秤杆都无法水平平衡,其原因可能是:______。为解决该问题,请你提出一个可行性的措施:______。
9.在跨学科实践活动中,小马和他所在的“求知”兴趣小组以“杆秤”为主题开展研究。
【项目提出】如图1所示的杆秤,既是中国人发明的人类最早的衡器,亦是中华文化符号的代表之一。不仅代表着古人的造物智慧,也折射了中国人交易往来之间的人情。杆秤文化的核心便是公平与诚信,秤杆是衡,有衡量天下,规范事物保持公平之意:秤砣是权,权衡一词便源自于此。学习了杠杆的知识后,小马和他所在的“求知”兴趣小组尝试制作一个简易杆秤。
【项目分析】(1)查阅资料,了解杆秤的结构及工作原理;(2)制作简易杆秤。
【项目实施】一、了解杆秤原理。杆秤的实质就是一个杠杆,所以杆秤的平衡条件是________。杆秤是我国古老的质量称量工具,使用时先把被测物体放在秤盘里,提起秤纽,移动秤砣,当秤杆在某一位置平衡时,秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
二、制作简易杆秤
杆秤的构造如图2所示。
杆秤的制作步骤:
①做秤杆:选取1根硬棒(如竹筷或木棍),用砂纸打磨光滑;
②挂秤盘:取1个小容器(如纸杯或小盘),系上细绳,固定在秤杆的一边;
③系提纽:在离秤盘一定位置处系上绳子;
④选秤砣:可选用金属螺母、锁或者钩码系上细绳制成秤砣;
⑤标零线(即“定盘星”):手拉提纽,移动秤砣,使秤杆处于________平衡,在秤砣所挂位置标上“0”;
⑥定刻度:将标准重物(如50g)放在秤盘内,移动秤砣使得杆秤平衡,在秤杆上记下秤砣的位置,标上标记,并标上刻度线。
⑦试一试:利用自制的杆秤测量物体的质量,与市面上电子秤测得的质量进行比较;
⑧误差分析:思考自制杆秤所测数据有误差的原因________。(写出一个即可)
小组同学们讨论:杆秤的刻度是________(选填“均匀”或“不均匀”),并且说明了自己的理由:________。
【项目优化】
为了制作出精确度更高的杆秤,可行的改进措施是________。
10.杠杆、滑轮作为生活的工具,让困难的事情简单化,利用杠杆、滑轮相关知识回答下列问题。
(1)在测量某物体密度的时候,小雅发现不用天平也能够测量物体的质量,于是设计了如图1所示的装置。测量时,总保持杠杆在水平位置平衡,目的是__________;
(2)保持左侧重物及其位置不变,改变动力臂,多次测量,根据记录的数据画出如图2所示的动力随动力臂变化的图像,则杠杆左端所挂重物的重力大小是____N(杠杆上每一小格长度为1cm);
(3)接着,小雅利用量筒测量该物体体积如图3所示,其体积为____cm3;该物质的密度为____kg/m3;通过查询,发现该物质可能为加工青铜(取10N/kg);
(4)如图甲、乙所示,用同一个滑轮组,提升不同数量的同种钩码,绳子末端的力____,甲的机械效率____乙的机械效率(前两空均选填“大于”“小于”或“等于”),滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度____(选填“有关”或“无关”)。
(5)若图乙中,用拉力大小为的力使钩码匀速提升的高度,钩码总重力为,该装置中克服绳重及摩擦所做的功为,则动滑轮重力______(用所给字母表示,空气阻力忽略不计)。
11.杆秤是我国传统的度量衡工具,项目小组开展自制杆秤的实践活动。
(1)如图甲,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。调节秤砣位置使杆秤水平平衡,标记此时挂秤砣的细线位置,则该位置对应的质量刻度值为____g。
(2)在秤盘中逐个添加50g的砝码,当杆秤水平平衡时,记录挂秤砣的细线位置、标记相应的质量,再测出该位置距离B点的长度(如下表),根据表中数据,应将210g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)在称量过程中,若杆秤左低右高,如图乙,要将杆秤调至水平平衡,秤砣应往______侧移动;若称重时秤砣有缺损,则杆秤所示的质量值______被测物的真实质量值。
(4)为了增大杆秤的测量范围,小致同学改良出了双测量范围杆秤,如图丙所示,选用_______处提纽,在使用同一秤砣时,测量范围将变大。
12.如图所示是一组桥梁,它们的设计融合了物理学中力的平衡、传递与材料科学的智慧,中国桥梁史更是人类工程史上的杰作。
(1)图甲为成都市最大的自锚式悬索桥——天府新区云龙湾大桥示意图,其中锚碇发挥功能是直接依靠它对主缆施加的_____;
A.拉力 B.重力 C.压力 D.摩擦力
(2)图乙为成都最大斜拉桥金堂大桥示意图,若将拉索在桥塔的固定点从图丙中A位置移动到B位置,则拉索所承受的拉力将_____(选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)小珊观察了悬索桥后,想知道两个拉力产生的作用效果与互成的角度有什么关系,于是她进行了下面的实验,设计方案:如图丁,用两个互成角度的弹簧测力计拉固定在木板上的橡皮筋,依据拉力与弹簧的伸长量成正比,当每次把橡皮筋拉到相同位置时,可以认为这两个拉力产生的作用效果相同。按照设计方案,小珊用两个大小相等的拉力拉同一根橡皮筋完成了实验,将实验结果记录如下表:(拉力F是拉橡皮筋到达预定位置的力)
角度
0
30
45
60
90
120
拉力
2
2.1
2.2
2.3
2.8
4
拉力
2
2.1
2.2
2.3
2.8
4
拉力
4
①分析表格可知,两个拉力与产生的作用效果与互成的角度_____(填“有关”或“无关”),即当作用效果相同时,互成的角度越大,两个拉力_____(填“越大”、“越小”或“不变”);
②当两个拉力互成角度为0°时,拉力与之和与拉力F的大小_____,当两个拉力相等且互成180°时,此时和是一对_____力,橡皮筋保持静止状态;
(4)结合上述实验结论分析:在大型悬索桥(图甲)设计中,为平衡桥梁自重以及尽可能提高桥梁限载,需要考虑悬索桥的主缆与竖直方向的夹角问题,若桥塔高度不变,而悬索桥的主缆与竖直方向的夹角增大,则主缆所受拉力会相应_____(选填“增大”“减小”或“不变”)。
13.如图甲所示的杆秤,是中国人发明的人类最早的衡器,它不仅代表着古人的造物智慧,也代表着公平与诚信。学习了杠杆的知识后,小双和他所在的“求知”兴趣小组开展了“制作简易杆秤”的项目化学习活动。
【项目名称】制作简易杆秤
【项目分析】
(1)杆秤的实质就是一个杠杆,使用时满足杠杆的平衡条件____________。杆秤是我国古老的质量称量工具,使用时先把被测物体放在秤盘里,提起秤纽,移动秤砣,当秤杆在某一位置平衡时,秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
【项目实施】
(2)自制杆秤的构造如图乙所示。杆秤的制作步骤:
①做秤杆:选取一根木筷,用砂纸打磨至粗细均匀且表面光滑;
②挂秤钩:用铁丝制作一个质量合适的秤钩,系上细绳,固定在秤杆的一边;
③系提纽:在离秤钩合适的位置处系上绳子;
④调平衡:手拉提纽,微调提纽的位置或调整秤钩的质量,使秤杆在________方向上平衡;
⑤选秤砣:选用一个质量合适的钩码,系上细绳制成秤砣;
⑥定刻度:分别将质量已知的不同钩码挂在秤钩上,移动秤砣使杆秤在原位置上平衡,在秤杆上记下秤砣的位置,并标上对应的质量数值。
【项目评估】
(3)①生活中的秤杆一般制成如图甲所示的一端粗、一端细的形状,使秤杆的重心更靠近________(选填“B”或“C”)点。
②通过分析说明图乙中自制杆秤的刻度值是否均匀__________;
③分别利用自制的杆秤和电子秤测同一物体的质量并比较,发现自制杆秤精度需要进一步提高;
【项目优化】
(4)为提高图乙中自制杆秤精度,经小组同学讨论后,提出了以下三种改进方法,你认为可行的一项是________。
A.减小秤砣的质量
B.减小提纽到秤钩的距离
C.增加提纽的长度
14.小明在社会实践活动中发现一块小石头,想要测出其密度。现有器材:一根长约50cm的轻质细木棒、足量的细线、铁架台、烧杯、足量的水(密度为ρ水)、一个质量合适的小铁块、一把刻度尺,如图所示。利用现有所有器材请你帮他设计测量小石块密度的方案,要求:
(1)写出主要实验步骤和需测量的物理量;
(2)写出小石块密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
15.某兴趣小组DIY(自制)小车模型,需要鉴别某种实心合金螺丝材质,选取了多个完全相同的螺丝,几名同学各自独立完成如下实验。
(1)小明进行了如下实验:
①将托盘天平放置在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,稳定后发现分度盘指针位置如图1所示,此时,需将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节, 直至指针指在分度盘的中线处;
②将5颗螺丝放到天平左盘中,向右盘加减砝码并拨动游码至天平重新水平平衡,右盘中的砝码和游码位置如图2所示,5颗螺丝的质量为___________g;
③将量筒放到水平桌面上,向里面注入10mL水。将3颗螺丝缓慢放入量筒,完全浸没在水中后,水面的位置如图3所示,小明测得的合金螺丝的密度为___________kg/m3。根据密度表中的信息判断,这种螺丝的材质可能是___________(选填“铅铜”“铜锌”或 “铁锌”)合金;
物质
铅
铜
铁
锌
密度/(kg·m-3)
11.3×103
8.9×103
7.9×103
7.14×103
(2)小芳进行了如下实验:
①用细线将3颗螺丝系好并放入量筒,向量筒中加水并将螺丝完全浸没,记录水面对 应的刻度为V1,取出螺丝,水面对应的刻度为V2;
②将3颗螺丝用吹风机吹干,用天平称量它们的质量为m;
③用计算出螺丝的密度;
小芳测得的螺丝密度比真实值___________(选填“偏小”或“偏大”)。
(3)小亮进行了如下实验:
①如图4所示,将质量分布均匀的自制杠杆放到水平桌面上,调节平衡螺母(未画出)使杠杆在水平位置平衡;
②用细线将1颗螺丝悬挂在A点,将塑料小桶悬挂在B点,向桶中缓慢注水,当注水量为5.9mL时,杠杆恰好保持水平平衡;将小桶移到C点,再向小桶中缓慢注入8.5 mL水时,杠杆再次水平平衡。其中OB=2OA=2OC,不计支点O处的摩擦力。 ③如图5所示,将塑料瓶割掉一部分,倒入适量的水,放到电子秤上。用细线系好25颗螺丝,将它们缓慢浸没在水中(未触底),水未溢出。此时电子秤的示数比螺丝浸入水中前增加了50g。已知水的密度为,g取10N/kg。小亮测得的螺丝密度为___________kg/m3。
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)向右移动1格
(2)先变小后变大
【详解】(1)设一个钩码的重力为G,一格的长度为l,根据杠杆的平衡条件可得
解得
由图甲可知,应将A点所挂的钩码向右移动1格。
(2)由图乙可知,OC为最长力臂。在弹簧测力计由位置1转到位置2的过程中,阻力和阻力臂的乘积不变,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡状态,根据杠杆的平衡条件可知,弹簧测力计的示数将先变小后变大。
2. 竖直漂浮 > 下 杠杆的平衡条件 将食用油倒入截面积较小的量筒或试管中进行测量 B
【详解】(1)[1]塞入金属丝的目的是使得重心降低,使吸管能竖直漂浮在液体中。
(2)[2]由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,浮力与重力相等,可知
则
因,所以,。
[3]设吸管的底面积为S,则,,根据两种液体中的浮力都等于重力,即浮力相等,有
即
解得
(3)[4]根据知,h越大,液体密度越小,所以1.1刻度线在1.0刻度线的下方。
(4)[5]杆秤实质是一根杠杆,其工作原理是杠杆的平衡条件,即。
(6)[6]密度计碰底说明深度过小,换用截面积较小的容器增大深度,例如将食用油倒入截面积较小的量筒或试管中进行测量。
(7)[7]提高精确度必须增大AB间的距离。
A.当秤纽靠近秤钩一侧移动时,根据杠杆的平衡条件知,阻力不变,阻力臂变小,动力不变,动力臂会变小,AB间距离会减小,精度下降,故A不符合题意;
B.小秤砣的质量减小,左侧液体和杯子拉力的力臂不变,拉力也不变,秤砣拉力变小,力臂增大,即AB间距离会增大,所以精度提高,故B符合题意;
CD.改用更轻的杯子装液体或换用更细、更长的秤杆,对AB的长度没有影响,故CD不符合题意。
故选B。
3.(1) 平衡 右
(2)力臂
(3)
(4)变大
(5) 等于
【详解】(1)[1]在没有挂钩码时,杠杆静止在如图甲所示位置,杠杆处于静止或者匀速转动时,称为杠杆平衡,故此时杠杆处于平衡态。
[2]如图所示,杠杆左端下沉,需要将杠杆的平衡螺母向右调节。
(2)在调节时,使杠杆在水平位置平衡时,杠杆所受的力在竖直方向上,支点到力的作用线的距离,可以直接测量力臂,目的主要是为了方便力臂。
(3)分析表格中的数据可知,
故杠杆平衡的条件为
(4)当弹簧测力计从竖直位置转到图丙所示位置时,阻力与阻力臂的乘积不变,动力臂变小,动力变大,弹簧测力计的示数将变大。
(5)[1]根据排水法可知,石头浸没多少体积,就排开多少体积的水,故石块的体积等于溢出水的体积。
[2]设石头的体积为V,则石头的质量为
排开水的体积为V,排开水的重力为
如图丁,根据杠杆平衡原理可知
则石头的密度为
4. 右 变大
【详解】(1)[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)[2]保持B点不变,测力计从a位置转动b位置时,拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,阻力和阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件得到,动力F变大。
5.(1)作用线
(2) 动力臂 左端
(3)当一端烛油滴下时,此端蜡烛的重力变小,导致此端的力和力臂的乘积变小,杠杆失去平衡,所以此端上升。
(4)BC
【详解】(1)把A处悬挂的钩码改挂在D处,此时支点到力的作用线的距离不变,杠杆仍保持平衡,说明影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
(2)[1]实验中还需要记录动力的力臂,因此a处应填写的内容是动力臂。
[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,因此可得杠杆平衡的条件是
[3]设钩码的重力为G,杠杆一格的距离为L,若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,杠杆左侧力与力臂的乘积为
杠杆右侧力与力臂的乘积为
由于杠杆左侧力与力臂的乘积大,所以左端下沉。
(3)略。
(4)想要增大杆秤的量程,根据杠杆平衡条件可知,要想称的物体更重,即F1增大时,杠杆要继续平衡,可减小L1,即将提纽O向左移,或者增大或L2,即增大秤砣的质量,延长秤杆,故BC符合题意,AD不符合题意。
故选BC。
6. 左 2 C
【详解】(1)[1]杠杆右端下沉,说明右端偏重,所以应将平衡螺母(左、右均可)向左调节,直至平衡。
(2)[2][3]设一个钩码重为G,杠杆一个小格代表L,根据杠杆平衡条件
F1L1=F2L2得
3G×2L=nG×3L解得n=2,所以应在B处挂2个钩码;根据杠杆平衡条件,在杠杆上施加力,若力臂最长,力就最小,C点施加力的力臂比B点长,所以应在C点施加竖直向上的力,弹簧测力计示数最小,若在B点拉,方向向下。
7.(1)右
(2)6
(3)左
【详解】(1)当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,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)设杠杆一格长是L,一个钩码重是G,由杠杆平衡条件得到4G×3L=nG×2L
所以n=6,应在点挂6个钩码。
(3)如果再在A、B两处各加挂一个钩码,则5G×3L>7G×2L
所以杠杆左端下沉。
8.(1)12
(2) 右
(3) 被测物体质量过大,超过了杆秤的最大测量值 换用质量更大的秤砣
【详解】(1)由杠杆平衡条件可知
即
秤盘的质量
(2)从支点O向秤砣对杠杆力的作用线画出垂线段l,垂线段的长度是力F的力臂。
由图可知,杠杆左端下沉,为了使杠杆水平平衡,秤砣应适当向右移动。
(3)根据杠杆的平衡条件,当被测物体质量过大时,物体一侧重力与其力臂AB的乘积大于秤砣重力与最大动力臂OC的乘积,因此无论怎么移动秤砣都无法平衡,说明物体质量超出了杆秤的量程。可以换用质量更大的秤砣,也可以将提纽向A端移动(减小物体侧的力臂,增加秤砣的力臂),使杠杆重新平衡。
9. 水平 秤砣质量不准确 均匀 被测物体的质量与秤砣到提纽(零刻度)的距离成正比,因此刻度均匀 提纽向远离秤盘方向移动/减小秤砣质量
【详解】[1]杆秤是杠杆类工具,工作原理就是杠杆平衡条件,即。
[2]定零刻度时,需要让杆秤在水平位置平衡,方便确定零刻度位置。
[3]自制杆秤的误差来源很多,比如秤砣质量不准、刻度标记偏差,是否在水平位置平衡等。
[4][5]根据杠杆平衡推导:定零后,放质量为m的物体,平衡时满足
整理得
物体质量m与秤砣移动距离l成正比,因此刻度是均匀的。
[6]根据以上分析可得,当物体质量变化时,有
要提高精确度,需要让相同质量变化对应更长的刻度间距:减小秤砣质量、增大提纽到秤盘的距离(提纽向远离秤盘方向移动),都可以增大单位质量对应的刻度间距,提升精确度。
10.(1)便于测量力臂大小
(2)1.5
(3) 20
(4) 小于 小于 无关
(5)
【详解】(1)重力的方向竖直向下,测量时,总保持杠杆在水平位置平衡,由力臂的定义,支点到力的作用点的距离即为力臂大小,故目的是便于测量力臂大小。
(2)由题意可知,只改变动力臂,多次测量,则阻力与阻力臂的乘积保持不变,根据杠杆平衡条件可知,利用图像中一组数据能得出动力与动力臂之积为
由图1可知,,则杠杆左端所挂重物的重力
(3)[1]图3中量筒的分度值为2mL,该物体体积
[2]该物质的密度为
(4)[1]如图甲、乙所示,用同一个滑轮组,提升不同重物,到相同的高度,额外功可认为相同,甲中物体的重力小,做的有用功小,拉力也小,即小于;
[2]根据
可知甲的机械效率小于乙的机械效率;
[3]由
可知,滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度大小无关;
(5)图乙中,绳子的有效段数为3,用拉力大小为F的力使钩码匀速提升h的高度,绳子移动的距离为3h,总功为。钩码总重力为,克服钩码总重力做的有用功为;该装置中克服绳重及摩擦所做的功为W,则克服动滑轮的自重做的额外功
则动滑轮重力
11.(1) B 0
(2)22
(3) 右 大于
(4)B
【详解】(1)杆秤利用杠杆原理工作,杠杆绕提纽转动,因此是支点。
此时秤盘为空,平衡后标记的位置就是杆秤的零刻度,因此对应质量为。
(2)由表格数据可得规律:盘中质量每增加,标记位置到点的长度增加,即质量每增加,长度增加。比表格中多,因此对应长度为
(3)杆秤左低右高,说明左端偏重,要使杆秤水平平衡,需将秤砣向远离B点的右侧移动。
若秤砣缺损,秤砣重力变小,根据杠杆平衡条件,物体重力和力臂不变时,需要更大的力臂才能平衡,更长的力臂对应更大的刻度值,因此杆秤所示质量大于被测物体的真实质量。
(4)根据杠杆平衡条件可得,推导得最大物重
同一秤砣重力不变,秤砣到支点的最大距离固定,要增大测量范围,需要减小支点到秤盘的距离。比离更近,更小,因此选处提纽测量范围更大。
12.(1)A
(2)增大
(3) 有关 越大 相等 平衡
(4)增大
【详解】(1)主缆承受桥身拉力后有向桥中心收缩的趋势,锚碇拉住主缆,对主缆施加拉力平衡主缆的收缩力,因此选A。
(2)斜拉桥可看作杠杆,支点为桥塔与桥面的交点,桥面重力为阻力,阻力和阻力臂不变。固定点从上方A下移到B后,拉索拉力的力臂减小,根据杠杆平衡条件,拉索承受的拉力增大。
(3)实验中拉力作用效果相同(都将橡皮筋拉到同一位置),由表格可知:角度不同时,两个分力的大小不同,说明作用效果与互成角度有关;且角度越大,两个拉力的大小越大。互成0°时,两个拉力同向,与总拉力F大小相等。互成180°时,两个拉力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上,符合平衡力的条件,是一对平衡力。
(4)桥梁需要平衡的自重和荷载不变,主缆与竖直方向夹角增大,相当于两个主缆的分力夹角变大,根据实验结论,主缆所受拉力会增大。
13.(1)
(2)水平
(3) B 其中与值不变,与的值成正比,故刻度值均匀
(4)A
【详解】(1)杆秤的实质就是一个杠杆,杠杆的工作原理是
(2)定零刻度时,需要让杆秤在水平位置平衡,方便确定零刻度位置。
(3)从杠杆原理角度出发,粗细不均匀可调整质量分布,使秤杆的重心更靠近B点,减小杆秤自重对测量结果的影响,提高称量准确性;略。
(4)根据杠杆平衡推导:定零后,放质量为m的物体,平衡时满足。则当物体质量变化时,有,要提高精确度,需要让相同质量变化对应更长的刻度间距,即减小秤砣质量、增大提纽到秤盘的距离,都可以增大单位质量对应的刻度间距,提升精确度。故选A。
14.(1)①用细线将轻质细木棒悬挂在铁架台上,调节悬挂位置,使木棒在水平位置平衡,记下杠杆的支点O;
②用细线分别系牢小石块和小铁块,将小石块挂在支点左侧木棒上某一固定位置A,将小铁块挂在支点右侧木棒上,移动小铁块位置使木棒再次水平平衡,用刻度尺测出力臂、;
③烧杯中装入适量水,将小石块完全浸没在水中(不接触烧杯底和侧壁),保持小石块悬挂点A位置不变,移动小铁块的悬挂点至C处,使木棒再次水平平衡,用刻度尺测出力臂。
(2)
【详解】(1)利用现有所有器材,思考利用杠杆平衡条件进行计算。
(2)由步骤①②中第一次杠杆平衡,知
由步骤③中,绳子拉力
第二次杠杆平衡,知
将代入第一次平衡,得
两次平衡公式相比,消去V石和m铁,得
15.(1) 右 84 8.4×103 铜锌
(2)偏小
(3)
【详解】(1)[1]图1中分度盘指针偏左, 根据天平的调节原则“左偏右调,右偏左调”,所 以需将平衡螺母向右调节,直到指针指在分度盘 的中线处。
[2]物体质量等于砝码质量加上游码对应的刻度值,由图2可知,5 颗质量是
[3][4]3颗螺丝的质量为
3颗螺丝的体积为
所以螺丝的密度为
螺丝的密度介于铜 和锌的密度之间,所以这种螺丝的材质可能是铜锌合金。
(2)小芳的实验中,取出螺丝带出水,使得量筒中剩余水的体积测量值比实际值小,根据,则计算出的体积V偏大,根据密度公式,当m准确,V偏大时,计算出的密度会偏小。
(3)设1颗螺丝的质量为m,塑料小桶质量为m0,第一次,小桶挂在B点,注水量
水的质量
根据杠杆平衡条件并设得,得 ...... ①
第二次平衡,小桶移到C点,注水量增加,则 此时总水质量
根据杠杆平衡条件可得 ,由此可得 ...... ②
联立①②得 ,解得,进而可得
25颗螺丝浸没在水中,电子秤增加的质量,增加的压力等于螺丝受到的浮力,
因此得
则1颗螺丝的体积
螺丝密度为
答案第1页,共2页
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