期末专题复习:探究杠杆的平衡条件实验探究 2025-2026学年物理八年级下册人教版(2024)
2026-07-03
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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 | 771 KB |
| 发布时间 | 2026-07-03 |
| 更新时间 | 2026-07-03 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58624437.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦杠杆平衡条件实验全流程,通过13道递进式典例系统提炼实验调节、数据验证、误差分析等方法,构建“操作-推理-应用”的完整知识逻辑链,培养科学探究与科学思维能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|实验基础调节|3题|平衡螺母“左沉右调”原则;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|
|平衡条件验证|5题|多组数据归纳F₁l₁=F₂l₂;避免单次实验偶然性|通过钩码数量与位置变化,推导平衡条件的普适性|
|力臂与力的关系|3题|力臂变化影响拉力大小;倾斜拉力的力臂计算|结合几何知识分析力臂变化,深化对“力臂是支点到力的作用线距离”的理解|
|误差分析与拓展|2题|杠杆自重对平衡的影响;密度测量的杠杆应用|从实验误差分析到实际应用,体现物理观念的迁移与科学态度的培养|
内容正文:
期末专题复习:探究杠杆的平衡条件实验探究
1.如图甲所示,小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有: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。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,此时,应把杠杆两端的平衡螺母向_______(左/右)调节,使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡;
(2)杠杆调节平衡后,小明在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:_________(用字母表示)。他这样得出的结论_________(合理/不合理);原因是:_________________;
(3)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原因是:_____________。
2.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)小李安装好杠杆,其静止时的情景如图甲所示,此时杠杆_________(选填“平衡”或“不平衡”);
(2)小李用弹簧测力计竖直向下拉,测力计示数为F1时,杠杆在水平位置平衡,如图乙所示;若将弹簧测力计向右倾斜一定角度拉,测力计示数为F2时,杠杆仍然在水平位置平衡,因为此时F1的力臂_________F2的力臂,则F1_________F2(两空均选填“>”、“<”或“=”)。
3.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,则应将右端的平衡螺母向_________调节(选填“左”或“右”),直到杠杆在 _________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,当杠杆平衡后,在A、B两点下方各取下一个钩码_________(选填“左”或“右”)端下沉;
(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”或“不变”);
(4)实验结束后,小明提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图丁所示装置进行探究,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符_________。
4.小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)图甲中,小明应将杠杆两端的平衡螺母向______移,直到杠杆在______位置平衡;在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码并移动悬挂位置,直至杠杆重新平衡。
(2)如图乙所示,在杠杆左侧A位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码,每个钩码为1N,在右侧B点处(右边位置第三格)用弹簧测力计竖直向______(选填“上”或“下”)拉杠杆,使其在水平位置平衡时,测力计的示数为______N;
(3)多次实验,得到如表所示的实验数据。
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
分析表中的实验数据可以得出杠杆平衡的条件是______。
(4)如图丙,小明在A点处挂测力计施加动力,在B点处挂钩码,现将测力计从D位置绕A点旋转至C位置并使杠杆始终在水平位置平衡,发现示数______(选填“变大”“变小”或“不变”)了,原因是测力计的拉力力臂______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)将杠杆放在水平桌面上,静止时如图甲所示,此时,应该把杠杆左端的平衡螺母向___________调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)某次实验情景如图乙所示,发现要使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计向下的拉力将超过其测量范围。为了完成实验,可行的操作是_______________________________________________。
(3)小军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,若杠杆的重力和摩擦忽略不计,则此过程中,弹簧测力计的示数将_______________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)在实验探究过程中,需要进行多次实验,目的是______________________________。
6.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______。
7.在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后,小聪同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度,请帮他将下列实验步骤补充完整。(,g取)
(1)相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)处于平衡状态,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)调节杠杆水平平衡后,用细线将物块挂于杠杆左侧,将3个钩码挂于右侧,调节杠杆处于水平平衡,如图乙所示,每个钩码质量为50g,则物块质量为______g;
(3)将该物块浸没在装有水的烧杯中,调节右侧钩码的位置,使杠杆处于水平平衡,如图丙所示,则物块在水中所受浮力为______N;
(4)物块的密度是______。
8.实验小组在“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、支架、刻度尺、细线和重为0.5N 的相同钩码5个。
(1)如图甲所示,实验前,杠杆左侧下沉,则应将左端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,这样做的:目的是___________;
(2)若在图乙中两侧钩码下端各加挂一个钩码,杠杆___________端会下沉;
(3)小明利用图乙所示的器材,进行多次测量,这样做的目的是___________。测出多组数据后,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。与小组同学交流后,小华为了验证小明的结论是否准确,她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,在A 处悬挂钩码,使杠杆平衡。若小明同学的结论错误,则:将A 处的钩码改挂在 C 处时,杠杆___________(选填“平衡”或“不平衡”);将A 处的钩码改挂在D 处时,杠杆___________(选填“平衡”或“不平衡”)。
(4)如图丁所示的园艺剪,工人师傅用该剪刀修剪树枝时,应把树枝放在剪刀___________的位置,树枝最容易被剪断(选填“A”“B”或“C”)。
9.在探究杠杆平衡条件的实验中。
(1)如图甲所示,实验前,将装置放在水平工作台后,发现杠杆左端下沉,则应将左侧平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在_______平衡。
(2)如图乙所示,改变两边所挂钩码个数及钩码与支点的距离,并使杠杆始终在水平位置平衡,多次实验,得到如表所示的实验数据。由数据可得出杠杆的平衡条件是:______(用表格中物理量符号表示)。
实验次序
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.0
0.30
2.0
0.15
2
1.5
0.10
1.0
0.15
3
2.5
0.20
2.0
0.25
(3)由此实验联想到生活中的杆秤,其主要结构由秤杆、秤钩、提纽A和B、秤砣组成。图丙是用杆秤称量货物时的情景。在称量货物时,使用提纽_______(选填“A”或“B”)能使该杆秤的量程更大些。
10.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______。
11.关于杠杆的平衡条件,小海用如图甲所示的装置进行探究,其中杠杆的刻度均匀,每个钩码的重力均为0.5N。
(1)实验中,杠杆在_______位置平衡最便于测量力臂;
(2)如图乙所示,杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5cm,杠杆都将失去平衡。由此可以猜想:杠杆的平衡可能与力的_______和力臂有关。
12.在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,此时杠杆______(是/不是)平衡状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向______端移动,在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是______。
(2)杠杆平衡后,小英同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上______个钩码,使杠杆在水平位置平衡。若此时两边同时再加一个钩码,杠杆将向______端倾斜。
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的B点,当弹簧测力计由位置a转至位置b的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图丙),测力计示数将______。
(4)如图丁所示,已知每个钩码重,杠杆上每个小格长度为2cm,当弹簧测力计在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,弹簧测力计示数大小为______N。
(5)调节杠杆平衡后,在不同的位置挂不同数量的钩码,使杠杆重新平衡,得到如表中的实验数据:
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
5
8
8
5
2
4
10
10
4
3
3
15
15
3
记录数据后,某同学分析实验数据得到如下结论:;请判断该同学结论与实验结果______,与杠杆平衡条件______(相符/不符),你排除该同学结论的理由是______。
13.在探究“杠杆平衡条件”的实验中:
(1)挂钩码前,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;此时我们应把杠杆的平衡螺母向______调,直至在水平位置平衡,调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡目的是可方便测量______;
(2)如图乙,在A点挂3个质量均为50g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,g取10N/kg,弹簧测力计的示数为______N;
(3)如图丙,左边的钩码个数和位置保持不变,弹簧测力计的作用点固定,只改变其与水平方向的夹角θ,仍使杠杆水平方向平衡,能描述测力计示数F与关系的大致图像是______;
A. B.
C. D.
(4)如图丁,小刚实验时发现,当杠杆水平平衡时,与小明得出的杠杆平衡条件不相符,可能的原因是______;
(5)在实验中,下列选项中不是“改变力和力臂的大小得到多组数据”的目的是______。
A.使测量数据更准确
B.多次测量取平均值减小误差
C.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
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. 左 F1l1=F2l2 不合理 实验次数太少,得出的结论不具有普遍性 杠杆本身受到重力
【详解】(1)[1]杠杆右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,调节平衡螺母应使杠杆重心左移,应将平衡螺母(左端和右端的均可)向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响。
(2)[2][3][4]在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡,即
所以杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2,初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值,使测得的数据更准确,有些是为了寻找普遍规律,探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律。本次实验,如果只用一组数据得到结论,偶然性太大,因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。
(3)[5]图乙中,支点位于动力和阻力的右侧,杠杆的重心不在支点上,弹簧测力计不但提了钩码,而且还提了杠杆,杠杆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)平衡
(2) > <
【详解】(1)杠杆处于静止状态或匀速转动时都属于杠杆的平衡状态,所以安装好杠杆,其静止时的情景如图甲所示,此时杠杆平衡。
(2)[1][2]小李用弹簧测力计竖直向下拉,测力计示数为F1时,杠杆在水平位置平衡,如图乙所示;若将弹簧测力计向右倾斜一定角度拉,由力臂的定义可知,此时动力臂变小,因为阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡的条件可知,拉力变大,弹簧测力计的示数变大,则F1<F2。
3. 右 水平 6 右 变大 杠杆自身重力对实验结论有影响
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,实验前,杠杆左端下沉,应调节杠杆在水平位置平衡,将右端的平衡螺母向右端调节,使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂大小。
(2)[3]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知GALA=FBLB,即
解得FB=6G,故需挂6个钩码。
[4]若在A、B两点下方各取下一个钩码,右侧
左侧
此时,右侧力与力臂的乘积大于左侧,故杠杆不能平衡,杠杆的右端下沉。
(3)[5]如图丙所示,保持B点不变,当测力计从a位置转到b位置时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,其示数大小将变大。
(4)[6]如图丁示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的重力对杠杆平衡有影响。
4.(1) 右 水平
(2) 下 4
(3)动力×动力臂=阻力×阻力臂/
(4) 变大 变小
【详解】(1)图甲中杠杆左端下沉、右端上翘,说明左端偏重,则应将平衡螺母向上翘的右端移动;杠杆在水平位置平衡时,力臂与杠杆重合,便于测量力臂长度,且消除杠杆自重对实验的影响。
(2)左侧A点挂3个钩码,拉力
使杠杆逆时针转动;为使杠杆平衡,右侧B点的弹簧测力计需施加向下的拉力,使杠杆顺时针转动。设杠杆每格长度为L,A到支点O的距离为4格,B到支点O的距离为3格。根据杠杆平衡条件有
解得
(3)分析表格数据,实验1中
实验2中
实验3中
可得杠杆平衡的条件是:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂或。
(4)图丙中,测力计从D点竖直向下的方向旋转至C点倾斜向下时,阻力和阻力臂不变,拉力方向倾斜,导致拉力的力臂变小。根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂的乘积不变、动力臂变小,则动力变大,因此测力计示数变大。
5.(1)左
(2)减少悬挂钩码的质量(或向右移动测力计的悬挂点,或将钩码的悬挂点向右移动)
(3)不变
(4)避免实验的偶然性,得出普遍规律
【详解】(1)杠杆左端高、右端低,根据“左高左调”原则,需将左端平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡,便于直接读取力臂。
(2)根据杠杆平衡条件,弹簧测力计拉力超量程时,可减少悬挂钩码的质量(或向右移动测力计的悬挂点,或将钩码的悬挂点向右移动),从而减小动力。
(3)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,动力臂变小,同时阻力臂也变小,由相似三角形原理可知,对应边成比例,即转动后力臂之比仍等于杠杆水平平衡时的力臂之比,阻力不变,由可知,动力不变,即测力计示数不变。
(4)多次实验能排除特殊值的影响,目的是避免实验的偶然性,得出普遍规律,而非仅根据一组数据得出片面结论。
6.(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。
7.(1) 是 右
(2)200
(3)1
(4)
【详解】(1)[1]杠杆平衡状态包括杠杆静止和匀速转动,图中杠杆处于静止状态,是平衡状态。
[2]杠杆左端下沉,为使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应向翘起的右端调节。
(2)图乙所示,每个钩码质量50g,设每个小格的长度为,根据杠杆的平衡条件得
则物块质量为。
(3)该物块浸没在装有水的烧杯中,调节右侧钩码的位置,使杠杆处于水平平衡,根据杠杆的平衡条件得
解得;由于力的作用是相互的,杠杆对物块的拉力也为1N,则物块受到的浮力为
(4)根据阿基米德原理,物块的体积为
物块的密度为
8.(1) 右 便于测量力臂
(2)左
(3) 避免偶然性,得出普遍规律 不平衡 平衡
(4)C
【详解】(1)[1][2]调节杠杆在水平位置平衡,杠杆左侧下沉,右端偏高,则应将左端的平衡螺母向右端调节,直到杠杆在水平位置平衡;使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(2)由图乙可知,设一个钩码的重为G,标尺上一格的长度为L,则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,此时左侧
右侧
因左侧力和力臂的乘积较大,故杠杆左端会下沉。
(3)[1]本实验是找规律类实验,利用图乙所示的器材,进行多次测量,是为了避免偶然性,得出普遍规律。
[2]在图丙中,假设左侧的钩码提供的力为动力F1,右侧的钩码提供的力为阻力F2,在A点有,若小明的结论正确,因为OA=OC,则在C点时,即在这两点时杠杆都保持平衡,若小明的结论不正确,O点到钩码作用在A、C两个位置时的力臂不同,则杠杆在A点保持平衡时,C点就不会保持平衡。
[3]同上述假设,在A点有,若小明的结论正确,因为OD>OA,则在D点有 ,即在D点时杠杆不平衡,若小明的结论不正确,O点到钩码作用在A、D两个位置时的力臂相同,则在A点保持平衡时,在D点也会保持平衡。
(4)图丁中,树枝对剪刀的阻力不变,阻力臂越小,阻力与阻力臂的乘积越小,则动力与动力臂的乘积也越小,动力臂不变时,动力越小,所以树枝在C位置最容易被剪断。
9.(1) 右 水平位置
(2)
(3)A
【详解】(1)[1][2]杠杆左端下沉,说明杠杆左端重右端轻,应将平衡螺母向轻些的右端调节,直到杠杆在水平位置平衡,杠杆在水平位置平衡,可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响,同时可以便于测量力臂。
(2)由表格数据可知,杠杆的平衡条件是:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,即。
(3)由图丙可知,在称量货物时,使用提纽A能使秤砣的力臂变大,货物的力臂变小,由可知,测量的货物质量变大,杆秤的测量范围更大。
10.(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。
11.(1)水平
(2)大小
【详解】(1)实验中施加的力是竖直方向上的,为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,此时力臂刚好是所挂力的位置到支点的杆长。
(2)在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5cm,此时力的大小与力臂发生改变,杠杆不再平衡,说明杠杆的平衡可能与力的大小和力臂有关。
12.(1) 是 右 便于测量力臂
(2) 3 左
(3)变大
(4)3
(5) 不符 不符 不同的物理量不能直接相加
【详解】(1)[1]此时杠杆是静止的,处于平衡状态。
[2]杠杆调节原理“左高左调,右高右调”,由图甲可知,杠杆右端高于水平线,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向右移动。
[3]让杠杆在水平位置平衡时,挂上钩码后两侧拉力竖直向下,动力和阻力的力臂正好与杠杆重合,所以,这样做的的目的是便于测量力臂。
(2)[1] 根据杠杆平衡条件,设每个钩码重为G,每格长度为L,则
解得,故可在B位置挂上3个钩码。
[2] 若此时两边同时再加一个钩码,左边,右边,此时左边的力和力臂的乘积较大,杠杆将向左倾斜。
(3)弹簧测力计由a转至b时,拉力的力臂变短;根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,则动力变大,测力计示数变大。
(4)由题,每个钩码的重力,每一小格的长度为,弹簧测力计与水平方向成角,故拉力的力臂为
根据杠杆的平衡条件可得
解得,弹簧测力计拉力为,所以,弹簧测力计示数大小为3N。
(5)[1][2]某同学分析实验数据得到的结论为,即力与对应力臂相加之和相等,由实验可知,力和力臂的单位不同,不同单位的物理量是不能相加的,所以,根据表格中的数据可知,该同学结论与实验结果不符,与杠杆平衡条件也不符,这是由于实验数据具有特殊性造成的,应该改变力和力臂,继续进行实验,通过大量数据得出普遍规律。
13.(1) 是 右 力臂
(2)3
(3)C
(4)见解析
(5)AB
【详解】(1)[1]静止和匀速转动是杠杆的平衡状态。挂钩码前,杠杆在如图甲所示位置静止,此时杠杆处于平衡状态。
[2][3]如图甲,杠杆左端下沉,说明左端重,应将杠杆的平衡螺母向右移动,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是使得力臂和杠杆重合,便于测量力臂。
(2)每个钩码重力为
如图乙,在A点挂3个质量均为50g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,设杠杆上每一格长度为,根据杠杆平衡条件则有,解得弹簧测力计拉力,即弹簧测力计的示数为3N。
(3)如图丙,左边的钩码个数和位置保持不变,弹簧测力计的作用点固定,只改变其与水平方向的夹角θ,仍使杠杆水平方向平衡,在夹角θ从增大到的过程中,阻力和阻力臂不变,动力臂先变大后变小,根据杠杆平衡条件可知动力先变小后变大,即测力计示数F先变小后变大。夹角θ为或时,动力臂为零,杠杆无法平衡,所以实际实验中夹角θ不会到或,故选C。
(4)如图丁,杠杆的重力作用线不过支点,杠杆自重会对实验产生影响,所以小刚实验时发现,当杠杆水平平衡时,与小明得出的杠杆平衡条件不相符。
(5)本实验是探究类实验,多次改变力和力臂大小,是为了避免偶然性,使实验结论具有普遍性,故AB符合题意,C不符合题意。
故选AB。
答案第1页,共2页
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