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
2026-07-04
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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 | 1.21 MB |
| 发布时间 | 2026-07-04 |
| 更新时间 | 2026-07-04 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58648674.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦杠杆平衡条件实验全流程,以问题链构建“原理-操作-应用”递进式训练体系,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|3题|平衡螺母调节“左高左调”;水平平衡便于测力臂|从杠杆平衡状态判断切入,建立实验操作规范|
|条件应用|5题|F₁l₁=F₂l₂公式应用;钩码数量/位置动态计算|以核心公式为纽带,关联力与力臂的定量关系|
|变式拓展|4题|弹簧测力计方向变化影响力臂;杠杆自重误差分析|通过力臂变化、非理想状态探究,深化科学推理|
|实际应用|3题|桔槔/抛石机杠杆类型判断;杆秤刻度均匀性推导|从古代工具到现代测量,实现物理观念向社会责任迁移|
内容正文:
期末专题复习 杠杆实验题
1.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-1所示。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-2所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上______个相同的钩码,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______(选填“左”或“右”)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,如果按a的方式使杠杆保持平衡时,弹簧测力计的示数为3N,则每个钩码的重量为______N;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-3所示),测力计示数将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
2.小明用图示装置来探究杠杆的平衡条件,设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2,l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。他的实验思路是改变F2、l1和l2,测得杠杆平衡时所需的拉力F1,来寻找F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系。已知弹簧测力计的量程为0~5N,杠杆上每一格长10cm。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
4
33
30
2
4
18
30
2.4
3
4
7.5
30
1.0
(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_________调节,使杠杆在不挂钩码时保持水平平衡,这样做的目的是_________;
(2)分析表中数据可得出杠杆的平衡条件为________(用F1、F2、l1和l2表示);
(3)实验中进行多次实验的目的是__________(选填“A”或“B”)。
A.取平均值减少误差 B.使实验结论具有普遍性
3.实验小组探究“杠杆的平衡条件”,实验过程如下。
(1)杠杆在图甲所示的位置静止,为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆左端的平衡螺母向___________移;
(2)调节杠杆平衡后,小明在杠杆左侧位置先挂了3个钩码(如图乙所示),接下来他应在右侧位置挂_____个钩码,才能使杠杆重新在水平位置平衡;
(3)经过多次实验,得出杠杆平衡条件的结论后,实验小组又提出了新的问题:若支点不设置在杠杆中点,之前得出的杠杆平衡条件是否仍成立?于是他又用如图丙所示装置继续探究,发现得到的数据明显不相符,原因是:___________;
(4)小组同学继续研究我国古代的取水工具桔槔,如图丁a所示,在井边的树杈上架一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图丁b所示。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件可知,可行的方法是___________。(写出一条即可)
(5)抛石机是古代的一种重型攻城兵器,如图所示,它实际是一种___________杠杆,在发射前后,其能量___________(选填“守恒”或“不守恒”)。
4.小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)图甲中,杠杆静止时处于___________(选填“平衡”或“不平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆两端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)移。在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做的目的是便于___________;
(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0.5N,在右侧B位置(右边位置第三格)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)如图丙所示,小明在A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码,现将弹簧测力计从C位置移到D位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数___________,原因是测力计的拉力力臂___________(均选填“变大”、“变小”或“不变);
(4)小明用如图丁装置进行探究,发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件,其原因是___________。
5.小明用如图甲所示的装置“探究杠杆平衡条件”:
(1)实验前,若杠杆________(选填“左”或“右”)端翘起,则需将平衡螺母向右调;
(2)如图甲所示,用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆,保持杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,其示数________(选填“变大”“不变”或“变小”);
(3)按图甲在某次实验中发现,要使杠杆在水平位置平衡,测力计向下的拉力会超过测力计的量程,为了完成实验,下列操作可行的是________(填字母);
A.向左移动钩码的悬挂点 B.向右移动测力计的悬挂点
C.换一个更轻的杠杆 D.向右移动平衡螺母
(4)小明利用图乙装置估测一根非匀质金属棒的重心位置。此时金属棒在水平位置保持平衡,金属棒上A点下方的细线上悬挂一个质量为m的小球,AO两点距离为l,需用天平测出________的质量m1,便能计算出金属棒重心到支点O的距离为________(用m、m1、l及所测物理量符号表示);
(5)人们从地面上搬起重物时,常见的做法是直接弯腰(如图丙)或下蹲弯曲膝盖(如图丁)将重物搬起,哪种做法更好呢?将人的脊柱简化为杠杆,如图戊,脊柱可绕骶骨(轴)O转动,腰背部复杂肌肉的等效拉力作用在A点,其实际作用方向与脊柱夹角为且保持不变。搬箱子时箱子的拉力作用在肩关节B点,在B点挂一重物代替箱子,用测力计沿方向拉,使模型静止,可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着,改变脊柱与水平面的夹角即改变杠杆与水平面的夹角,多次实验得出结论:
①当角减小时,________(选填“变大”“变小”或“不变”);
②如果考虑到人上半身的重力,那么图戊中的将比腰背部肌肉的实际拉力要________(选填“大”或“小”);
③由以上分析可得,________(选填“丙”或“丁”)图中的姿势比较正确。
6.某实验小组在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,进行了如下操作:
(1)实验前,杠杆如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向___________ 调节;
(2)如图乙所示,在杠杆上的A点挂2个钩码,要使杠杆重新在水平位置平衡,应在B点挂___________ 个相同的钩码;杠杆水平平衡后,又将A、B两点所挂钩码同时向远离支点O的方向移动一格,则杠杆的___________ (选填“左”或“右”)侧下沉;
(3)如图乙所示,在B点用弹簧测力计向下拉,使杠杆仍在水平位置平衡。当弹簧测方计从a位置转到b位置时,其示数大小将 ___________ (选填“变大”“变小“或“不变”)。
7.如图是小华“探究杠杆平衡条件”的实验(实验中所用每个钩码质量相同,杠杆刻度均匀):
(1)如图甲所示,杠杆在此位置静止,此时杠杆处于___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)实验前应向___________(选填“左”或“右”)适当调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,目的是为了便于测量___________。
(3)经过实验,获得了如表数据:
实验序号
动力 F1/N
动力臂l1/cm
阻力 F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
10
1
5
2
2
15
1.5
20
3
1.5
10
3
5
①根据实验数据可得出杠杆平衡条件是:___________(用公式表示)
②小明多次测量并记录数据的目的是:___________。
(4)如图乙所示,在杠杆左边A处挂2个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,则需在杠杆右侧距O点___________格的位置挂3个相同的钩码。
(5)如图丙所示,用弹簧测力计在a位置向下拉杠杆,保持杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计逐渐向右倾到b位置时,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”)。
8.小明做“探究杠杆平衡条件”实验。
(1)实验前,杠杆静止时的位置如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向________调节;
(2)使用弹簧测力计时,首先进行的操作是:______________;
(3)如图乙,小明在A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆在水平位置平衡,由此分析立即得出杠杆平衡条件.小明得出结论的过程存在的问题是________。同组的小芳指出在B处用弹簧测力计替代钩码比较好,这是因为利用弹簧测力计可改变力的________,便于正确认识力臂;
(4)小芳利用弹簧测力计和钩码完成实验探究,将第1次实验的数据记录在表格中,表中F1为弹簧测力计示数,F2为钩码重力,L1、L2分别为F1、F2对应的力臂,接下来,又进行了三次实验,将数据填在表中,最后总结得出规律。每次实验总是在前一次实验的基础上改变F2、L1、L2中的一个量。小芳分析数据后发现,第________次实验与前一次实验改变的量相同,需要调整,调整后的正确做法是:_____________。
序号
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1.5
10.0
1.0
15.0
2
3.0
10.0
2.0
15.0
3
1.5
20.0
2.0
15.0
4
1.0
30.0
2.0
15.0
9.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
10.如图甲所示为“探究杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)小红在实验前没有挂钩码时,发现杠杆的位置如图甲所示,她应将杠杆左端的平衡螺母向_________(填“左”或“右”)调节。
(2)将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个,杠杆的_________(填“左侧”或“右侧”)下降,若只将杠杆左侧的其中两个钩码取下,要使杠杆重新平衡,应将右侧钩码_________(说出钩码移动的方向及距离)。
(3)她按如图丙所示进行实验时,若每个钩码重0.5N,当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的读数应为_________N。
11.在“探究杠杆平衡的条件”实验中,
(1)如图(a)所示,杠杆静止,这时应该调节右端的___________向___________(选填“左”或“右”)移动,使杠杆在水平位置平衡,以便能直接从杠杆上读出___________的数值;
(2)如图(b)所示,挂上钩码后,杠杆静止,这时可以将杠杆右侧的钩码向___________移动(选填“左”或“右”),使杠杆再次水平平衡;
(3)如图(c)所示,在C点悬挂两个钩码,若在B点施加1牛的拉力,也能使杠杆处于水平平衡,则每个钩码的重力为___________N(选填“0.5”、“1”或“2”)。
12.在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示位置,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向______调节;
(2)如图乙所示,杠杆上的刻度均匀,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;当杠杆水平平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向靠近支点O的方向各移动一小格,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b位置转动到a位置时,使杠杆仍在水平位置平衡,其示数大小将______;
(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,其原因是______。
13.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”)。
14.在“探究杠杆的平衡条件”实验时,小明和小亮进行了如下交流:
(1)小明用钩码和一个弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡。保持钩码位置不变,改变弹簧测力计与杠杆的角度,杠杆平衡时测力计示数发生变化,如图甲所示。由此小明认为影响杠杆平衡的因素除了与力的大小有关,还与_____有关。
(2)小亮认为杠杆在其它位置也能平衡,请指出杠杆在水平位置平衡的好处_____。
(3)小明利用图乙所示的实验装置进行实验。先控制杠杆一侧的两个量不变,改变另一侧的两个量;再控制另一侧的两个量不变,改变这一侧的两个量。下列实验没有使用这种方法的是( )(选填序号)。
A.探究影响动能大小的因素
B.探究电流与电压、电阻的关系
C.探究通电螺线管外部磁场的方向
D.探究影响导体电阻大小的因素
(4)小明记录实验数据如下,则表中A处应填写_____,根据表中信息,B处记录的数据应是_____。
实验次数
动力
动力臂
A
阻力臂
1
1.0
10.0
0.5
20.0
2
1.0
10.0
1.0
10.0
3
2.0
5.0
1.0
B
(5)小亮用一根长为、分度值为、粗细均匀的钢直尺来制作杆秤,如图丙所示,制作过程如下:
①分别在直尺上和刻度处钻了小孔和,各用细绳穿过小孔作为秤钩和提纽。在秤钩处悬挂秤盘,把质量为20g的钩码挂在细绳上作为秤砣。移动秤砣到20.0cm处的C点时,杆秤刚好在水平位置平衡,此处即为该杆秤的“定盘星”。
②小亮用这个自制的杆秤称量某物体时,在秤盘中放入待测物体、移动秤砣到D点时,杆秤在水平位置平衡。结合杠杆平衡条件可知,则此物体的质量为_____g。
③请帮小亮提出一种提高杆秤量程的方法_____。
15.杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,项目式学习小组学习了杠杆的知识后,开启设计并制作杆秤的实践活动。
(1)选取一根粗细均匀且较光滑的长竹筷、塑料盘、细线、重物,按如图甲所示用小刀在长竹筷上、处刻刀口,用以固定秤盘和提纽位置。提纽位置处即是杠杆的_________(填“动力作用点”“阻力作用点”或“支点”)。
(2)定盘星:秤盘不放物体时,提起提纽,调节秤砣位置使秤杆在________位置平衡,用记号笔标出秤砣细线在秤杆上的位置,标记为“0”(杆秤的零刻度)。
(3)定星花:在秤盘上放100g的钩码,调节秤砣位置使秤杆水平平衡,标出秤砣细线在秤杆上的位置,如图乙所示,记为100。根据杠杆平衡条件:____________(用字母表示),可推导出秤杆的刻度是________(填“均匀”或“不均匀”)的。将0到100之间分为10等份,依次标上刻度。
(4)定测量范围:按每一等份_______推算,在秤杆的最远端标出最大称量值。
(5)测量零刻度线到提纽的距离,刻度线到提纽的距离。将橡皮擦放入秤盘,调节秤砣使秤杆水平平衡,此时秤砣细线到提纽距离为,则橡皮擦的质量为__________g。
(6)若要用该杆秤称量更大质量的物体(超出最大称量值),请提出一条改进的方法是___________________。
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 便于读出力臂
(2) 3 左
(3) 0.5 变大
【详解】(1)[1]杠杆调节的方法是“左高左调,右高右调”,由图-1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。
[2]让杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂。
(2)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)[1]如图-3所示,由杠杆平衡条件可得,,解之可得。
[2]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, 则动力即测力计示数将变大。
2.(1) 左 便于测量力臂
(2)F1l1=F2l2
(3)B
【详解】(1)[1]由题意知,杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,说明左端高,根据杠杆左高左调,右高右调,因此应把杠杆两端的平衡螺母向左调。
[2]力臂是支点到力的作用线的垂直距离,使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂。
(2)由实验数据可得
4N×18cm=2.4N×30cm
4N×7.5cm=1.0N×30cm
因此可得出杠杆的平衡条件为
F1l1=F2l2
(3)此实验为探究性实验,是为了寻找一个普遍性规律,若只做一次实验会使结论有偶然性,因此为了使实验结论具有普遍性,要进行多次实验。
故选B。
3.(1)右
(2)4
(3)杠杆自身重力的影响
(4)增大石块的重力,或将支点向靠近水桶的方向移动
(5) 费力 不守恒
【详解】(1)杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆左端下沉,为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆上的平衡螺母向上翘的右端移动。
(2)设每个钩码的重力为G,杠杆上每格的长度为L。
根据杠杆平衡条件,在杠杆左侧A位置挂了3个钩码,F1=3G,l1=4L;设右侧B位置挂n个钩码,则F2=nG,l2=3L。
将数据代入杠杆平衡条件可得
解得n=4,所以在右侧B位置挂4个钩码,才能使杠杆重新在水平位置平衡
(3)若支点不设置在杠杆中点,杠杆自身有重力,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力会对杠杆的平衡产生影响。杠杆在水平位置平衡时,所测数据不再满足杠杆平衡条件。
(4)水桶盛满水后,阻力与阻力臂的乘积变大,根据杠杆的平衡条件,为减小人向上提水的拉力,可以增大石块的重力,或将支点向靠近水桶的方向移动,从而减小人向上提水的拉力。
(5)[1]抛石机工作时,动力作用点(如人力推动处)靠近支点,动力臂短;阻力作用点(石块处)远离支点,阻力臂长,即动力臂 < 阻力臂,属于费力杠杆。
[2]在抛石机发射过程中,存在摩擦力等阻力,机械能会有一部分转化为其他形式的能,所以其能量不守恒。
4.(1) 平衡 右 测量力臂
(2)2
(3) 变小 变大
(4)杠杆的自重对杠杆平衡有影响
【详解】(1)[1]甲图中,杠杆处于静止状态是平衡状态。
[2]为排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,杠杆右端偏高,应将杠杆两端的平衡螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
[3]在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做的目的是为了直接从杠杆上测量力臂。
(2)一个钩码的重力为G,设杠杆的一个小格为L,由杠杆的平衡条件知
解得
(3)[1][2]图丙中,当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中,要保持杠杆仍在水平位置平衡,则拉力F将变小,这是因为,当拉力由倾斜变成竖直时,阻力阻力臂不变,拉力F力臂变大,相应的力会变小,这样才能继续平衡。
(4)利用如图丁所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
5.(1)右
(2)变大
(3)B
(4) 金属棒
(5) 变大 小 丁
【详解】(1)实验前,若杠杆不在水平位置,左端下沉,则需将平衡螺母向右调,此时右端翘起。
(2)弹簧测力计由图中a位置移至b位置时,测力计拉力的力臂减小,而阻力和阻力臂都不变,根据杠杆的平衡条件,需测力计的拉力增大,即测力计示数变大。
(3)A.向左移动钩码的悬挂点,会使阻力臂变大,在动力臂和阻力不变的情况下,所需动力会变大,测力计的拉力不会变小,故A不符合题意;
B.向右移动测力计的悬挂点,会使动力臂变大,在阻力和阻力臂不变的情况下,动力会变小,测力计的拉力会变小,故B符合题意;
C.由于实验前已经调节杠杆在水平位置平衡,因此杠杆的重力对杠杆的平衡没有影响,换一个更轻的杠杆不会改变阻力和动力,测力计的拉力不会变小,故C不符合题意;
D.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中,加挂钩码后,为了实验数据的准确,不能通过调节平衡螺母使杠杆平衡,故D不符合题意。
故选B。
(4)[1]由图乙可知,杠杆的动力为小球的重力,动力臂AO为l,阻力为金属棒的重力,故需用天平测出金属棒的质量m1。
[2]设金属棒重心到支点O的距离为l1,即阻力臂为l1,根据杠杆平衡的条件,
解得,
(5)如图为杠杆示意图
[1]由图可知,当角减小时,阻力臂变大,阻力为箱子的拉力等于箱子的重力不变,由于拉力的方向与脊柱夹角始终为,且OA距离不变,则O点到作用线的距离不变,即动力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,变大。
[2]如果考虑到人上半身的重力,由于上半身的重力会阻碍杠杆的转动,阻力会变大,根据杠杆平衡条件可知,实际拉力将变大,则图戊中的F。将比腰背部肌肉的实际拉力要小。
[3]比较丙、丁两种姿势可知:丙的支点太高,在搬起物体时,阻力臂减小得慢,则腰背部复杂肌肉的等效拉力要长时间使用较大的力,所以丙姿势不正确,丁姿势比较正确。
6.(1)右
(2) 3 右
(3)变大
【详解】(1)由图甲可知,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)[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,即
解得,则需挂3个钩码。
[2]若A、B两点的钩码同时向远离支点O的方向移动一个格,则左侧力与力臂的乘积
右侧力与力臂的乘积
由可知,杠杆的右侧下沉。
(3)保持B点不变,当弹簧测方计从a位置转到b位置时,此时拉力F的力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件,动力变大。
7. 平衡 右 力臂 F1l1=F2l2 使结论具有普遍性 2 变大
【详解】(1)[1]杆静止时右端高左端低,此时杠杆处于静止状态,故是处于平衡状态。
(2)[2][3]杠杆右端高左端低,则杠杆的重心在支点左侧,要使它在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向右调节,目的是为了便于测量力臂。
(3)[4]①计算每一次实验力与相应力臂的乘积,通过比较发现:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即
F1l1=F2l2
[5]②探究性实验数据只测量一次,其结果带有较大的偶然性,多次测量的结论才具有普遍性。
(4)[6]设一钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡条件可知
2G×3L=3G×nL
所以n=2,需在杠杆右侧距O点3格的位置挂3个相同的钩码。
(5)[7]保持A点不变,若弹簧测力计逐渐向右倾时,由力臂的定义可知F的力臂变小,阻力、阻力臂不变,弹簧测力计的示数变大。
8.(1)左
(2)校零
(3) 实验次数太少,所得结论具有偶然性 方向
(4) 4 见解析
【详解】(1)杠杆静止时的位置如图甲所示,左高右低,说明右端偏重,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节。
(2)使用弹簧测力计时,首先进行的操作是校正“0”点,即将指针调到“0”刻度线上。
(3)[1]小明只完成一组实验,就得结论,实验次数太少,结论具有偶然性,应多测几组。
[2]用弹簧测力计替代钩码,可以很容易改变拉力方向。
(4)[1][2]每次实验总是在前一次实验的基础上改变F2、L1、L2中的一个量,1、2改变了F2,2、3改变了L1,3、4应该改变L2的大小,因此是第4次实验和第3次实验改变量相同。具体步骤为:保持F2和L1不变,改变L2的大小。
9.(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。
10.(1)右
(2) 左侧 向左移动2格
(3)3
【详解】(1)由图甲知,右端偏高,说明左边重,为使杠杆在水平位置平衡,需要将两端的平衡螺母向右调节。
(2)[1]设每个钩码的重量为G,杠杆每一小格为l,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得,杠杆在水平位置平衡时,左边力与力臂的乘积为3G×2l=6Gl
右边力与力臂的乘积为2G×3l=6Gl
如果在两侧钩码下各取下一个相同的钩码后,左边力与力臂的乘积为2G×2l=4Gl
右边力与力臂的乘积为G×3l=3Gl
左边力与力臂的乘积大,所以杠杆不再水平平衡,左侧会下沉。
[2]若只将图乙中的杠杆左侧的两个钩码取下,根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2,左边力与力臂的乘积为G×2l=2Gl
则右边2G×l=2Gl
时杠杆才能重新平衡,所以应从支点处向左移动2格。
(3)杠杆在水平位置平衡,由弹簧测力计的F1的方向竖直向上,根据F1l1=F2l2得0.5N×3×6l=F2×3l
解得F2=3N。
11. 平衡螺母 右 力臂 左 1或0.5
【详解】(1)[1][2][3]在调节杠杆时,应移动其两端的平衡螺母,由图(a)可知,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,便于直接从杠杆上读出力臂的数值。
(2)[4]如图(b)所示,挂上钩码后,杠杆静止,杠杆的右边较低,可以将杠杆右侧的钩码向左边移动,使杠杆再次水平平衡。
(3)[5]如图(c)所示,在C点悬挂两个钩码,在B点施加1牛的拉力,也能杠杆处于水平平衡,设一钩码重为G,杠杆一格为L,根据杠杆平衡条件可知
解得
即每个钩码的重力为1N。此种情况默认在B点的拉力是竖直向上的,若在B点施加与杠杆夹角30°的斜向上的力,此时的拉力力臂为L,则有
解得
因题干中未说明拉力方向,故若在B点施加1牛的拉力,也能使杠杆处于水平平衡,则每个钩码的重力可能为1N或0.5N。
12.(1) 是 右
(2) 6 左端下沉
(3)减小
(4)见解析
【详解】(1)[1]杠杆处于静止状态,此时杠杆处于平衡状态。
[2]杠杆向左偏,所以左端较重,应该向右调节平衡螺母。
(2)[1]设每个钩码的重力为G,一小格的长度为L,根据杠杆平衡原理
分析可知B点的拉力
所以B点挂6个钩码。
[2]A、B两点下方所挂的钩码同时向靠近支点O的方向各移动一小格,则左端的钩码重力和力臂的乘积大于右端钩码重力和力臂的乘积,所以左端下沉。
(3)弹簧测力计由b向a旋转时,力臂逐渐变大,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡原理可知,动力逐渐减小。
(4)杠杆的重心不在支点处,所以该实验必须要考虑杠杆的重力,导致动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积不等。
13.(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。
14.(1)力的方向
(2)便于测量力臂
(3)C
(4) 阻力
(5) 增加秤杆的长度
【详解】(1)保持钩码位置不变,改变弹簧测力计与杠杆的角度,力的方向改变,杠杆平衡时测力计示数发生变化,由此可知影响杠杆平衡的因素除了与力的大小有关,还与力的方向有关。
(2)杠杆在水平位置平衡时,可以直接在杠杆上读出力臂的长度,这样测量力臂时会更加方便和准确,因此杠杆在水平位置平衡的好处是便于测量力臂。
(3)先控制杠杆一侧的两个量不变,改变另一侧的两个量;再控制另一侧的两个量不变,改变这一侧的两个量,这种实验方法是控制变量法。
A.探究影响动能大小的因素时,控制质量不变,改变速度,探究动能大小与速度的关系;控制速度不变,改变质量,探究动能大小与质量的关系,采用了控制变量法,故A不符合题意;
B.探究电流与电压的关系时,控制电阻不变;探究电流与电阻的关系时,控制电压不变,采用了控制变量法,故B不符合题意;
C.探究通电螺线管外部磁场的方向时,通过小磁针静止时N极的指向反映通电螺线管外部磁场的方向,采用了转换法,故C符合题意;
D.探究导体电阻与导体长度的关系时,要控制导体材料、横截面积相同,采用了控制变量法;探究导体电阻与导体横截面积的关系时,要控制导体材料、长度相同,采用了控制变量法;探究导体电阻与导体材料的关系时,要控制导体横截面积、长度相同,采用了控制变量法,故D不符合题意。
故选C。
(4)[1]实验中要记录阻力的大小,则处应填写阻力。
[2]根据杠杆平衡条件,则有
解得,则处记录的数据应是。
(5)[1]由图丙可知
根据杠杆平衡条件可知,则有
则此物体的质量为。
[2]根据可知,要增大杆秤的量程,即增大的最大值,可在秤砣质量不变时,增大,则可增加秤杆的长度。
15.(1)支点
(2)水平
(3) 均匀
(4)10
(5)10
(6)在秤砣不变时,将提纽适当向左移动
【详解】(1)用以固定提纽和秤盘位置,提纽位置B即是杠杆绕着转动的点,是支点。
(2)秤盘不放物体时,提起提纽,调节秤砣位置使杆在水平位置平衡,便于测量力臂。
(3)定盘星:在秤盘上放100g砝码,手提提纽,调节秤砣位置使秤杆在水平位置平衡,标出秤砣细线在杆上位置D,记为100g。根据杠杆平衡条件,开始时
放上物体后有
故
因为是正比例函数,所以刻度是均匀的。
(4)将0到100之间分为10等份,按每一等份10g。
(5)在秤盘上放100g的钩码时,由可得①
将橡皮擦放入秤盘时,由可得②
联立①②得
即橡皮擦的质量为10g。
(6)若要用此杆秤称量更大质量的物体,在秤砣不变时,将提纽适当向左移动,可减小AB的距离,增大CD'的距离,可使此杆秤称量更大质量的物体。
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