期末物理实验复习:探究杠杆的平衡条件 2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-06-22
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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 | 890 KB |
| 发布时间 | 2026-06-22 |
| 更新时间 | 2026-06-22 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58441536.html |
| 价格 | 1.50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“概念-操作-计算-应用”逻辑链,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|
|----|-----------|----------|----------|
|基础操作|4题|平衡调节/状态判断|从平衡状态概念切入,关联水平平衡目的(便于测力臂)|
|定量计算|5题|力/力臂计算|以杠杆平衡条件(F₁l₁=F₂l₂)为核心,结合钩码数量/弹簧测力计示数考查|
|动态分析|3题|力方向/钩码增减影响|通过力臂变化分析平衡条件应用,体现科学推理|
|误差与结论|3题|多次测量/杠杆自重影响|从实验误差(自重)和结论普遍性(多次测量)深化科学论证|
内容正文:
期末物理实验复习:探究杠杆的平衡条件
1.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆________(是/不是)平衡状态;实验过程中,总是使杠杆在水平位置平衡,目的是________。
(2)如图乙所示,若每个钩码重1N,则弹簧测力计示数为________N。
(3)如图丙所示,当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时,要使拉力大小不变,杠杆继续在水平位置处于平衡,则应________(增大/减小)悬挂的钩码总质量。
(4)如图丁所示,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________(左/右)端将上翘。
(5)以下两个实验,实验________中进行多次测量的目的与“探究杠杆平衡的条件”多次测量目的相同。
①探究电流与电压的关系
②测量定值电阻的阻值
2.小明在探究“杠杆平衡条件”的实验时:第一步,调节平衡螺母,使杠杆在__________位置平衡,这样做的目的是便于测量__________;第二步,他选用质量相同的钩码,在杠杆的A点处挂4个钩码,如图甲所示,当在B点处挂__________个钩码时,杠杆恰好在原位置平衡,从而得出“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论。该实验过程存在的问题是__________,这样导致得出的结论__________;接着又利用图乙所示装置,探究“若支点不在杠杆的中点时,得出的结论是否仍然成立”。第三步,在杠杆左端的不同位置用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆每次都在水平位置平衡,且测出对应拉力的大小,然而由此得出的结论都与上述实验得出的杠杆平衡条件不一致。影响因素是__________。
3.(1)小东在验证杠杆平衡条件时,使用的每个钩码的重力均为2N,杠杆上相邻刻线间的距离相等。如图甲所示,应将右端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)端调节。杠杆水平平衡后,在杠杆上的A点悬挂了2个钩码,如图乙所示,在B点施加的最小拉力为___________N;
(2)小强用如图所示器材“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”,通过控制加热时间相同,来保证A、B两种物质___________(选填“吸收热量”或“升高温度”)相同,所测数据绘制成如图丙所示图像,分析图像可知,___________(选填“A”或“B”)物质的吸热能力更强。
4.小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆___________(是/不是)处于平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡,小明将杠杆左、右两端的平衡螺母均适当向右调节,他的操作___________(可行/不可行);
(2)如图乙所示,A点挂有4个质量为50g的钩码,当在B点挂___________个质量为50g的钩码,能使杠杆在水平位置平衡。当杠杆平衡后,在A、B两点下方各取下一个钩码,则杠杆___________(左/右)端下沉;
(3)小明又自制了一根杆秤(自重不计),如图丙所示,要想增大杆秤的测量范围,你有哪些方法?___________(写出一种方法即可),小明猜想制作的杆秤刻度是均匀的,请你通过推理证实。___________(写出推理过程,涉及的物理量用图中字母表示)。
5.在探究“杠杆平衡条件”的实验中。
(1)小明先将标有刻度的杠杆支在铁架台上,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时应该将杠杆两端的螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆保持___________并静止;
(2)如图乙所示,小明接下来在B点处挂3个相同的钩码,则需要在C点挂___________个相同的钩码,就可以让杠杆重新水平平衡;
(3)如图乙所示,同组小洪利用弹簧测力计在A点处施加拉力,也让杠杆恢复了水平平衡,此时弹簧测力计___________(选填“一定”或“不一定”)要竖直向上拉。
6.同学们探究“杠杆的平衡条件”,实验中单个钩码质量均相同。
(1)实验前杠杆静止如图甲所示,为了在实验中便于准确测量力臂,需向__________(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在__________位置平衡;
(2)如图乙所示,杠杆已经平衡,可读出弹簧测力计竖直向下拉杠杆的力是__________N。如果在图乙左侧钩码下再增加一个钩码,仍想使杠杆平衡,杠杆右侧弹簧测力计竖直向下拉杠杆的力应为__________N;
(3)小丽在如图乙所示的在杠杆两侧,分别挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆平衡,实验的部分数据如下表。
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.0
10
2.0
5
2
0.5
20
1.0
10
3
2.0
0.5
0.5
20
分析表中实验数据,小丽得出结论:当杠杆平衡时,阻力和阻力臂的乘积一定,动力越大,动力臂越__________;
(4)小玲在与同学进行实验交流过程中,产生了一个新的问题:若如图丙所示,支点不在杠杆的中点,用弹簧测力计在C点竖直向上对杠杆施力,钩码在D点对杠杆施加的力为,多次进行杠杆平衡实验时发现,总是大于,其原因可能是__________。
7.在“探究杠杆平衡条件”实验中;
(1)实验前,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,为了便于测量力臂,应向______ 调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)某次实验时,挂上钩码后出现了如图乙所示的情形,接下来将右边的______ 向左调节,直至杠杆重新______ 平衡为止;
(3)如图丙所示,小明用弹簧测力计代替钩码,对实验结论进行再次验证,发现在此状态下F1×OB>G×OA,原因是:______ ;
(4)实验结束后,小华用细线将一根胡萝卜悬挂,使其水平平衡,如图丁所示,若用刀沿细线处竖直切断,根据杠杆平衡条件分析可知:______ (选填“粗”或“细”)端的胡萝卜质量较大。
8.牛顿物理小组同学利用下面装置探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前需调节杠杆在水平位置平衡,其目的是___________;如图甲所示,发现杠杆右端下沉,则应把杠杆两端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节;
(2)为该实验设计一记录实验数据的表格;
(3)调节杠杆在水平位置平衡之后,挂钩码进行实验,如图乙所示,杠杆___________(选填“能”或“不能”)处于水平平衡。继续实验,如图丙所示,用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1,再将弹簧测力计斜向左下拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数为F2,则F2___________F1(选填“大于”、“小于”或“等于”),这一操作可以加深对___________(填物理量名词)的理解;
(4)学习了功的知识后,小组同学思考实验记录的数据,他想能否将:“F1l1/(N•m)”中的单位“N•m”换成“J”,根据功的定义,你觉得可以换吗?___________(选填“可以”或“不可以”)。
9.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)若实验前,杠杆静止在图甲所示位置,此时杠杆是______(平衡/不平衡)的,此时若要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆左端的平衡螺母向_____调节;
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆上每格均匀等距,每个钩码的质量都相 同,下列四项操作中,会使杠杆左端下倾的是_____;
①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码;
②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码;
③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离;
④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离。
(3)如图丙,在右边用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是_______;若左边钩码离支点20cm,右边挂钩离支点15cm,每个钩码重为0.5N,则 此时弹簧测力计示数应为____N;
(4)小明对原来装置进行改装如图戊,与图丁比较,同样用竖直向上的力,将两个相同的钩码,提升相同的高度,不计摩擦,则机械效率高的是图______(丁/戊)。若利用图戊,小明先后将钩码悬挂点由A点改为C点,但保持钩码上升高度相同,不计摩擦,那么机械效率______(变大/不变/变小)。
10.在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)实验前,杠杆静止时的位置如图甲所示,此时杠杆________(选填“平衡”或“不平衡”)。要想使杠杆在水平位置平衡,需要把杠杆左端的平衡螺母向________端调节。
(2)图乙中,在杠杆左边A处挂有两个相同的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应该在杠杆左侧的B处挂________个相同的钩码。若再在A、B处各增加一个相同的钩码,杠杆会________(选填“向左倾斜”或“向右倾斜”或“仍平衡”)。
(3)如图丙,杠杆左边A处挂有两个相同的钩码,杠杆右边的力F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢地转动到虚线位置的过程中,F的大小将________(选填“变大”或“变小”或“不变”)。
(4)学习了杠杆知识之后,老师引导同学们自制了简易杆秤,如上图。定制杆秤刻度时用到了________原理。用久了的秤砣有少量磨损,所测物体的质量相比真实值会________(选填“偏大”或“偏小”)。
11.如图所示是“研究杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)若杠杆在如图甲所示的位置静止,此时应将杠杆右端的平衡螺母向__________端调节,使杠杆保持水平__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态;
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码(如图乙),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
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
10
2.0
5
2
1.0
10
0.5
20
3
2.0
15
1.5
20
根据实验数据,可以初步得出杠杆的平衡条件为:____________,本实验进行多次实验的目的是__________(选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”);
(3)在杠杆左端A点处挂三个钩码(每个钩码重0.5N),在右端B点处用弹簧测力计竖直向下拉(如图丙),欲使杠杆水平平衡,弹簧测力计的示数应为__________N,如果保持B点不动,弹簧测力计的方向向右倾斜,使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将__________(选填“变大、变小”或“不变”);
(4)小海与小兰对实验过程进行交流,产生了一个新的问题:若支点不在杠杆的中点,并用弹簧测力计代替一侧的钩码施力,会出现什么现象?于是他们共同进行了如图丁的探究,多次改变拉力F1的作用点在杠杆上的位置进行实验,发现杠杆平衡时,F1l1都是大于F2l2,其原因可能是____________。
12.小强在探究“杠杆的平衡条件”时,经历了如下的实验步骤:
A、调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
B、在杠杆的两边挂上钩码,并移动悬挂位置,使杠杆重新平衡;
C、改变动力或动力臂的大小,并重新调节,再次使杠杆平衡;
D、如此多次测量,得到多组数据。
实验次数
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
4
5
2
10
2
1.5
10
3
5
3
2
15
3
10
4
1
20
1
20
(1)小强进行步骤A的调节的目的是___________________;
(2)在步骤C中,当小强改变动力的大小后,为使杠杆重新平衡,接下来的操作步骤是(多选)( )
A.改变动力臂大小 B.改变阻力大小
C.改变阻力臂大小 D.调节平衡螺母
(3)实验获得的数据如上表:分析上表,用、、和分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆平衡条件可表示为:__________________。
(4)当小强进一步做如右图所示的实验时,发现不再满足(3)中得到的规律,请你对此作出评析:________。
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,调节杠杆在水平方向平衡的目的是______。此时若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)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,以弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码对绳子拉力为阻力F2,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,F1l1总是 大于F2l2,其原因可能是 ______;
14.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,所用钩码均相同,杠杆质量均匀且相邻刻度线之间的距离相等。
(1)实验前,若杠杆静止时如图甲所示,应将杠杆的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)要使图乙中杠杆水平平衡,应在处挂___________个钩码,当杠杆水平平衡后,若将两边的钩码同时各去掉一个,则杠杆的___________(选填“左”或“右”)端会下沉。
(3)当弹簧测力计由图丙中竖直地拉变成倾斜地拉,均使杠杆水平平衡,弹簧测力计的示数将___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件,小明同学利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材进行了如下探究。
(1)实验前杠杆状态如图甲所示,应当向______调节平衡螺母使杠杆呈水平状态,其目的是______;
(2)如图乙所示,在A处挂4个钩码,则应在B处挂______个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;保持B点钩码数量和力臂不变,当杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂l1和动力F1的数据绘制了l1-F1的关系图像,如图丙所示。请根据图像推算,当l1为0.6m时,F1为______N;
(3)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,如图丁所示,此杆秤有两个提纽,使用它称量较重的物体时,常选用离秤钩较______(选填“近”或“远”)的提纽。
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. 是 便于从杠杆上直接读取力臂 1.2 减少 左 ①
【详解】(1)[1]杠杆的位置如图甲所示,此时杠杆处于静止状态,静止状态属于平衡状态,所以此时杠杆是平衡状态。
[2]杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆始终垂直,便于从杠杆上直接读取力臂。
(2)[3]设杠杆一个小格长度为L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得
F1×5L=3×1N×2L解得
F1=1.2N
(3)[4]若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,FL的乘积变小,要使拉力大小不变,根据杠杆平衡条件可知,钩码力臂不变,则应减小悬挂的钩码的总质量。
(4)[5]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果在图丁中杠杆两侧各增加一个相同的钩码,则此时杠杆的左端力与力臂的乘积为
4G×2L=8GL杠杆的右端力与力臂的乘积为
3G×3L=9GL杠杆的右端力和力臂的乘积大于左端力和力臂的乘积,所以杠杆左端将上翘。
(5)[6]探究杠杆平衡的条件中多次测量目的是使结论具有普遍性,探究电流与电压的关系实验中多次测量的目的也是使结论具有普遍性,测量定值电阻的阻值实验中多次测量的目的是减小误差。
2. 水平 力臂(或力臂的大小) 6 实验次数太少 具有偶然性(或不具有普遍性) 杠杆有自重
【详解】[1][2]实验时,使杠杆在水平位置平衡,此时钩码对杠杆施加的力在竖直方向上,力臂与杠杆重合,目的是使力臂落在杠杆上,便于测量力臂。
[3]设每个钩码的重力为G,杠杆上每格的长度为L。根据杠杆的平衡条件
F1×L1=F2×L2得到
4G×3L=nG×2L解得n=6。
[4][5]步骤二中在甲图中根据数据可得出了杠杆的平衡条件为:动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积;只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验很具有偶然性,要多进行几次实验,避免结论的偶然性。
[6]如图乙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响,所以测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。
3. 右 2.4 吸收热量 A
【详解】(1)[1]调节杠杆两端的平衡螺母,使平衡螺母向上翘的一端移动,使杠杆在水平位置平衡;如图甲所示,平衡螺母向上翘的右端移动。
[2]设杠杆一格长为L,杠杆水平平衡后,在杠杆上的A点悬挂了重力为2N钩码2个,杠杆会逆时针转动,为使杠杆保持水平平衡,在B处用弹簧测力计竖直向上拉,根据杠杆的平衡条件可得
2×2N×3L=F×5L
故F=2.4N。
(2)[3][4]我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;根据转换法,通过控制加热时间相同、保证A、B两种物质吸收热量相同;使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。根据图丙所示图像可知,加热相同时间,A温度变化量小,A物质的吸热能力更强。
4.(1) 是 可行
(2) 6 右
(3) 换用质量更大的秤砣 根据杠杆平衡条件可得
则有
因为OA和均为定值,所以OB和m1成正比,所以制作的杆秤刻度是均匀的。
【详解】(1)[1]由杠杆平衡的定义可知,杠杆静止时是平衡状态。
[2]杠杆右端高,应将平衡螺母向右调节,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可得
解得
即需挂6个钩码。
[2]若在A、B两点下方各取下一个钩码,则左侧力与力臂的乘积为
右侧力与力臂的乘积为
因为
右侧力与力臂的乘积较大,所以右端将下沉。
(3)[1]要想增大杆秤的测量范围,可以换用质量更大的秤砣,根据杠杆平衡条件可得,两力臂不变,秤砣重力变大,对秤杆的拉力变大,即动力变大,那么阻力会变大,即称量的物体重力变大,则杆秤的测量范围变大。
[2]略
5.(1) 右 水平平衡
(2)4
(3)不一定
【详解】(1)[1][2]如图,杠杆左低右高,说明左端偏重,所以应将杠杆两端的平衡螺母向右调节,直至杠杆水平平衡并静止。
(2)设杠杆每小格的长度为L,每个钩码的重力为G,据杠杆的平衡条件有3G×4L=nG×3L
解得n=4,即在C处挂4个钩码,杠杆才能在水平位置平衡。
(3)若改用弹簧测力计在A点,由于A点和B点位于支点的同一侧,这两个力的方向应该指向向杠杆两侧才能使杠杆平衡,所以应该向上拉杠杆,但是不一定要竖直向上拉,可以斜向上拉。
6. 右 水平 2 2.5 小 杠杆自重的影响
【详解】(1)[1][2]由甲图可知杠杆左端低,右端高,所以将杠杆右端的平衡螺母向右调节可以使杠杆直至水平位置平衡。
(2)[3]如图乙所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2N。
[4]如图乙所示,两边的力臂相等,根据杠杆的平衡条件可知,钩码的重力与弹簧测力计的拉力相等,则每个钩码的重力
在图乙左侧钩码下再增加一个钩码,则钩码的重力变为2.5N,两边的力臂不变,依然相等,则弹簧测力计的示数为2.5N。
(3)[5]分析表中实验数据,可以得到结论:;则当杠杆平衡时,阻力和阻力臂的乘积一定,动力越大,动力臂越小。
(4)[6]根据题意的丙图可知,此时杠杆的支点没有在杠杆的中心,所以杠杆的重心没有与杠杆的支点重合,杠杆自身重力没有经过支点,所以杠杆支点到重力作用线的距离,即重力的力臂不为0,故杠杆重力和其力臂的乘积对此时杠杆的平衡就会产生影响。
7. 平衡 右 钩码 水平 没有竖直向下拉动弹簧测力计 粗
【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]由图甲可知,杠杆向左偏,为使杠杆在水平位置平衡,由左偏右调可知,需要将平衡螺母向右调节。
(2)[3][4]由图乙可知,左侧力与力臂的乘积要小于右侧力与力臂的乘积,所以将右边的钩码向左移动1个格调节,左侧力与力臂的乘积等于右侧力与力臂的乘积,直至杠杆重新水平平衡为止。
(3)[5]因为重力是竖直向下的,所以用弹簧测力计验证杠杆平衡时,斜向下拉动弹簧测力计,拉力的力臂小于OB,由杠杆平衡条件可知,F1大于钩码的重力,所以F1×OB>G×OA。
(4)[6]根据杠杆的平衡条件,由下图可得
因为,所以,故粗端的胡萝卜质量较大。
8.(1) 便于测量力臂 左
(2)
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
2
3
4
(3) 能 大于 力臂
(4)不可以
【详解】(1)[1]实验中使杠杆在水平位置平衡,此时力臂再杠杆身上,为了方便测量力臂。
[2]如图甲所示,发现杠杆右端下沉,说明杠杆的右端沉,则应将平衡螺母向左调节。
(2)实验中需要分别记录动力F/N、动力臂l1、阻力F2、阻力臂l2,且进行多次实验,则设计的表格如下图所示:
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
2
3
(3)[1]乙图中设一个钩码的重力为G,杠杆一个的长度为L,则杠杆左侧力与力臂的乘积为
右侧力与力臂的乘积为
两侧相等,则杠杆能处于水平平衡。
[2]将弹簧测力计斜向左下拉,此时力臂变小,杠杆左侧力与力臂的乘积不变,根据杠杆平衡的条件可知,拉力会变大,即F2大于F1。
[3]该操作过程中,力臂出现变化,因此可以加深对力臂的理解。
(4)功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积,功的单位是焦耳(J),杠杆平衡条件中力与力臂垂直,所以力与力臂的乘积F1l1//N⋅m不是功,所以不可以把表格中F1l1//N⋅m单位N·m换成J。
9.(1) 平衡 右
(2)②④
(3) 便于测量力臂 2
(4) 丁 变大
【详解】(1)[1]杠杆平衡是指杠杆在力的作用下处于静止状态或匀速转动状态,图甲中杠杆静止,是平衡状态。
[2]若要调节杠杆在水平位置平衡,由图得,杠杆右端偏高,则平衡螺母应向上翘的右端移动。
(2)设每个钩码重为G,杠杆每格长为L,由杠杆的平衡条件可知,当
时,就会满足杠杆左端下倾,现在杠杆处于平衡状态
①杠杆两侧同时减掉一个钩码,则
故右边下倾。
②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码,则
故左边下倾。
③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离(假设为1格),则
故右边下倾。
④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离(假设为1格),则
故左边下倾,所以符合要求的是②④。
(3)[1]杠杆在水平位置平衡,并且力竖直作用在杠杆上,此时力臂正好了杠杆重合,所以这样做的好处是便于测量力臂。
[2]根据杠杆平衡条件得
解得
F2=2N
(4)[1]图戊与图丁相比,同样用竖直向上的力,将两个相同的钩码,提升相同的高度时,图戊需要克服杠杆重力做更多额外功,所以机械效率高的是图丁。
[2]钩码上升高度相同,挂在A点时,弹簧测力计上升的高度更大,克服杠杆的重力做功更多,机械效率更低,挂在C点时的机械效率更高,故将钩码悬挂点由A点改为C点,机械效率变大。
10.(1) 平衡 右
(2) 四 向左倾斜
(3)变小
(4) 杠杆平衡条件 偏大
【详解】(1)[1]杠杆静止状态时,杠杆就是平衡的。
[2]此时杠杆右高左低,要想使杠杆在水平位置平衡,需要把杠杆左端的平衡螺母向右端调节。
(2)[1]由图可知,左端力臂为个格长度,右端力臂为个格长度,左端拉力等于两个相同钩码的重力,由杠杆平衡条件可知,右端拉力等于四个相同钩码的重力。
[2]若再在A、B处各增加一个相同的钩码,左端拉力等于三个相同钩码的重力,右端拉力等于五个相同钩码的重力,左端力臂为个格长度,右端力臂为个格长度,左端力与力臂的乘积大于右端力与力臂的乘积,杠杆会向左倾斜。
(3)力臂指支点到力的作用线的距离,将杠杆缓慢地转动到虚线位置的过程中,左边A处挂有两个相同的钩码,左边的力大小不变,左边的力臂变小,杠杆右边的力F始终与杠杆垂直,右边力的力臂不变,由杠杆平衡条件可知,右边F的大小将变小。
(4)[1]定制杆秤刻度时用到了杠杆平衡条件的原理,通过标定不同质量物体对应的秤砣位置来确定刻度。
[2]杆秤是一只省力的杠杆,秤砣在秤杆上移动的距离显示了称量的结果。因此当秤砣磨损后,自身质量变小,力就变小,这一侧对应的力臂就必须变长,才能使杠杆平衡,所以所测物体的质量相比真实值会偏大。
11. 右 平衡 F1l1=F2l2 寻找普遍规律 1.5 变大 杠杆自重对杠杆平衡有影响
【详解】(1)[1][2]在使用杠杆前,应调节杠杆在水平位置平衡,目的是便于在杠杆上直接读出力臂。图甲中杠杆右端偏高,右端的平衡螺母应向右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]由表格实验数据可知,每一次实验中,动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂的乘积相等,即F1l1=F2l2。
[4]在探究杠杆平衡条件的实验中,进行多次实验是为了多次测量,寻找普遍性规律,避免实验结论具有偶然性。
(3)[5]设杠杆上每一个小格的长度为L,由杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的示数
[6]保持B点不动,弹簧测力计的方向向右倾斜,使杠杆仍在水平位置平衡,左侧力和力臂的乘积不变,此时右侧力臂减小,由F1l1=F2l2可知,右侧力会增大,弹簧测力计的示数将变大。
(4)[7]由于杠杆自身重力的影响,杠杆本身不挂钩码时也会向右倾斜,F1需要承担杠杆的重力。
12.(1)便于测量力臂
(2)ABC
(3)
(4)由于动力的方向没有与杠杆垂直,所以此时动力臂不再等于OA的长
【详解】(1)调节杠杆在水平位置平衡,一是可以消除杠杆自身重力对实验的影响;二是便于直接从杠杆上测量力臂,水平位置时,力臂与杠杆刻度重合。
(2)杠杆平衡条件是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,改变动力大小后,要重新平衡,可通过:
A.改变动力臂大小:调整动力的悬挂位置,改变动力臂,故A符合题意;
B.改变阻力大小:增减阻力端钩码,改变阻力,故B符合题意;
C.改变阻力臂大小:调整阻力的悬挂位置,改变阻力臂,故C符合题意;
D.调节平衡螺母:错误,平衡螺母仅在实验前调平杠杆,实验中不能再调节,故D不符合题意。
故选ABC。
(3)分析表格数据:第1次:
第2次:
第3次:
第4次:
可见平衡条件为:
(4)右图实验中,弹簧测力计的拉力方向没有与杠杆垂直,此时“动力臂”即支点到力的作用线的垂直距离不是杠杆上的刻度长度,因此不满足,这是实验操作未遵循“力与杠杆垂直”的要求导致的。
13. 平衡 左 便于测量力臂 左端下沉 杠杆自重带来影响
【详解】(1)[1]挂钩码前,杠杆在静止,此时杠杆处于平衡状态。
[2]由图甲知,杠杆的左端较高,所以接下来应将两端的螺母向左调节,使杠杆保持水平并静止。
(2)[3]调节杠杆在水平方向平衡,此时两个力臂在杠杆上,便于直接测量力臂。
[4]图丙中,向左推动右侧钩码的悬线,改变了右侧拉力方向,使右侧拉力的力臂减小,此时杠杆,故左端会下沉。
(3)[5]图丁中,杠杆的支点不在杠杆的重心处,而是在支点的右侧,杠杆的重力使杠杆逆时针转动,因此当杠杆水平平衡时,F1l1总是大于F2l2,其原因可能是杠杆自重带来影响。
14.(1)左
(2) 4 右
(3)变大
【详解】(1)图中杠杆左端高,右端下沉, 应将平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[1]设每个钩码重力为 G,每格长度为L ,根据杠杆平衡条件有
可得,故应在a处挂4个钩码。
[2]水平平衡后,若将两边的钩码同时各去掉一个,左边
右边
可知,故杠杆的右端下会沉。
(3)弹簧测力计由图丙中竖直地拉变成倾斜地拉,动力臂减小,阻力与阻力臂乘积不变,根据杠杆平衡条件动力必须增大,故弹簧测力计示数变大。
15. 左 消除杠杆自重对实验的影响 3 0.5 近
【详解】(1)[1][2]如图中,杠杆右端下沉,说明右端杠杆的重心向右偏,应向左调节平衡螺母,才能让杠杆在水平位置平衡,使杠杆在水平位置平衡可以消除杠杆自重对实验的影响,也有利于测量力臂。
(2)[3]设衡量上一格为L,一个钩码的重为G,根据杠杆平衡的条件可得
GA×3L=GB×4L
即
4×G×3L=nG×4L
解得n=3。
[4]由图像可知,动力F1为1N时,l1为0.3m,则根据杠杆平衡条件,力与力臂的乘积是一定,因此当l1为0.6m时,F1为
(3)[5]由图可知,提纽是杆秤的支点,假设称量的重物对杆秤的力为阻力,当提纽离秤钩较近时,阻力臂变小,如秤砣的悬挂位置不变,则动力不变,动力臂变长,根据杠杆的平衡原理可知,此时可以称量重物的重更大。
答案第1页,共2页
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