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
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 | 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 | 781 KB |
| 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/58650707.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦杠杆平衡条件实验的递进式训练,通过14道题系统覆盖实验操作、数据处理及误差分析,强化科学探究与科学思维素养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础操作|4题|平衡螺母调节“左沉右调”,水平平衡便于测力臂|从平衡状态判断到调节方法,构建实验基础|
|条件应用|5题|F₁L₁=F₂L₂计算钩码数/力,力臂变化影响力大小|原理推导→定量计算,强化科学推理|
|误差分析|3题|杠杆自重、测力计倾斜致力臂变化的误差修正|实验现象→原因分析,培养质疑创新|
|综合拓展|2题|机械效率比较、杆秤制作应用|从实验到实际,体现科学态度与责任|
内容正文:
期末专题复习:探究杠杆的平衡条件实验探究
1.小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”实验,已知每个钩码重0.5N。
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时杠杆________(选填“达到”或“没有达到”)平衡状态。要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)图甲中的A处悬挂4个钩码,需在B处悬挂________个钩码才能使杠杆仍保持水平位置平衡,实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是________。
(3)如图乙所示,取走悬挂在B处的钩码,改用弹簧测力计在C处斜向上拉,仍使杠杆水平位置平衡,读出弹簧测力计的示数。若在C处,改变弹簧测力计拉力的方向,使方向为竖直向上,也让杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数________N。两次弹簧测力计的示数关系为________(选填“>”“<”或“=”),理由是________。
2.如图,甲乙丙是小李利用刻度均匀的均质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验;(每个钩码重0.5N)
(1)实验前呈现图甲所示情况,该杠杆处于_________(平衡状态/非平衡状态)。要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向_________(选填“左”或“右”)调节;这样做的目的是便于直接读出_________的长度。
(2)如图乙所示,在B点挂_________个钩码,杠杆在水平位置平衡;若在B点处施加一个竖直向下的拉力F杠杆仍在水平位置平衡,当F向右倾斜时,仍要保持杠杆在水平位置平衡,F的大小将_________(变大/变小/不变);
(3)如果小李又进行了如图丙所示的探究,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆仍然处于水平位置平衡时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符;其原因是:_________;
(4)小李利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件(图丁所示),铅笔水平平衡后,不小心将前端的铅笔芯弄断了,她立刻将铅笔稳住,并将铅笔芯放到右端细线下固定,则松手后铅笔( )(填字母序号);
A.左端下沉 B.右端下沉 C.仍然水平平衡
3.根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,为使杠杆水平平衡,右端的螺母向___________移动,使杠杆在水平位置平衡,目的是___________;
(2)要使图乙中杠杆平衡,应在a处挂___________个钩码(题中的每个钩码都是相同的);
(3)当弹簧测力计由图丙中的竖直拉变成倾斜拉,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将___________(选填“变大”、“不变”或“变小”);原因是___________;
(4)在实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了___________。
A.减小摩擦 B.避免偶然性,使每组数据更准确
C.多次测量取平均值,减小误差 D.获取多组实验数据归纳出普遍规律
4.小明用一根每格等距的匀质杠杆、弹簧测力计、刻度尺和若干钩码做“探究杠杆平衡条件”的实验,每个钩码的重力为1N。
(1)如图甲所示,调节杠杆水平平衡后,在左侧第2格挂3个相同的钩码,在右侧第3格处用弹簧测力计竖直向下拉,则弹簧测力计的示数为________N;当弹簧测力计由竖直方向逐渐向左倾斜时,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)小明得出杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”后,又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中,保持阻力和阻力臂不变,在杠杆水平平衡时,测出多组动力和动力臂的数据,并绘制了与的关系图像,如图乙所示。请根据图像推算,当为0.5m时,为________N。
5.某小组同学在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)在做实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆______(选填“平衡”或“不平衡”),下一步的操作应该将图甲右边的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节。实验时,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了______;
(2)小组同学用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升:
①实验中,弹簧测力计的示数F为______N,缓慢提升过程中,弹簧测力计的示数大小______(变大/变小/不变);
②若只将钩码的悬挂点由A点移至B点,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将______(变大/变小/不变);
③若将同一物体悬挂在A点,弹簧测力计分别挂在B点和C点时,竖直向上匀速使物体提高相同高度时的机械效率分别为n1和n2,则n1______n2(“>”、“=”或“<”)。
6.某同学用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。(每个钩码的质量均为50g,g取10N/kg)
【证据】
(1)将杠杆放在水平桌面上后,出现如图甲所示的情况,则此时应该向______调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是______。
(2)如图乙所示,在A点处悬挂4个钩码,则在B点悬挂______个钩码可以使杠杆保持水平平衡。经过多次实验后该同学得到了如下表所示的实验数据。
序号
左侧钩码个数
左侧格数
右侧钩码个数
右侧格数
1
4
3
2
2
2
4
4
2
3
3
2
2
3
(3)该同学又进行了如图丙所示的探究,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆仍然处于水平位置平衡时,弹簧测力计的示数会______(选填“大于”“等于”或“小于”)3N。
【解释】
(4)根据表格中的数据可以得到杠杆平衡的条件:______。
(5)实验时将杠杆的中点作为支点是因为这样可以避免______对实验的影响。
【交流】
(6)若杠杆自身重力为0.5N,忽略摩擦力,则图丙中弹簧测力计的示数为______N。
7.某实验小组探究杠杆的平衡条件的实验过程如下图所示。
(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________________位置平衡。
(2)实验时,在已调好的杠杆两侧挂上钩码后,出现如图乙所示的情形。为了使杠杆在水平位置平衡,下列操作正确的是________________(填字母)。
A.将左侧钩码向左移动
B.将右侧钩码向右移动
C.将平衡螺母向左调节
(3)在杠杆左侧位置4悬挂了3个钩码后,将2个钩码悬挂在杠杆右侧位置5时,发现杠杆并不能保持水平,于是在右侧位置2处又悬挂了1个钩码,杠杆恰能在如图丙所示的位置保持静止,此时杠杆________________(选填“平衡”或“不平衡”)。
8.在学习了杠杆的相关知识后,小丽同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度,请帮她将下列步骤补充完整。
(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,为了使杠杆在水平位置平衡,应将右边的平衡螺母向__________(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,杠杆仍处于水平平衡,如图乙所示,每个钩码质量50g,则物块质量为__________g;
(3)在探究杠杆平衡条件的实验中,多次实验,收集多组数据的目的是__________。
A.避免实验的偶然性,便于得到普遍规律 B.取平均值,减小误差
9.小明同学利用杠杆进行实验:
(1)杠杆静止时在如图甲所示位置,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,应将杠杆的平衡螺母向_______调;钩码挂在杠杆两端后,通过调节钩码的位置使杠杆仍在水平位置平衡,这样的好处是_______。
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡,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,杠杆将_______(选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。保持左侧钩码个数及位置不变,多次改变右侧钩码个数及位置,收集数据并在坐标系中绘出动力臂与动力的关系图像如图丙所示,由图像可知:图像中每个点与两坐标轴围成的面积是_______(选填“相等”或“不相等”)的。
(3)如图丁所示,取下B位置钩码,改用弹簧测力计在C点拉,当弹簧测力计由位置1转至2的过程中,杠杆始终在水平位置保持平衡,测力计的示数变化情况是_______。
(4)小明测量杠杆的机械效率实验装置如图戊所示,实验时竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。如果仅将拉力作用点由B移至C,两次都将钩码移动相同高度,不计摩擦,此杠杆的机械效率将_______。
10.在“杆秤的制作”项目化学习活动中,项目组查阅资料了解到杆秤是根据杠杆原理制作的,为了完成杆秤的制作,项目组利用相关器材,探究杠杆的平衡条件。
【证据】
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示位置静止,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”)端调节;
(2)接着,在杠杆左侧悬挂不同数量的钩码并移动钩码的位置,用弹簧测力计在右边竖直向下拉动杠杆,如图乙所示,每次都使杠杆保持水平平衡,这样可以便于________,实验得到的数据如下表所示。
实验次数
阻力/N
阻力臂/cm
动力/N
动力臂/cm
1
1.0
10.0
2.0
5.0
2
2.0
10.0
4.0
5.0
3
1.0
15.0
3.0
5.0
4
1.0
10.0
1.0
10.0
【解释】
(3)分析表格中实验数据,可得、、、之间的关系是________;
(4)在实验中,改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是( )(选填“A”或“B”);
A.多次测量取平均值减小误差
B.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
【交流】
探究杠杆平衡条件实验后,项目组制作了如图丙所示的杆秤,该杆秤有2个提纽。
(5)在标刻度时,若提起提纽1,秤盘不放物体,将秤砣移至某一点使杆秤恰好水平平衡,那么该点标定的刻度应为________kg;
(6)用制作的杆秤称量物体,若要增加杆秤量程,应选用提纽________(选填“1”或“2”)。
11.小华同学为探究“杠杆的平衡条件”,设计了如图所示的实验。
(1)实验前,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;为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向______(选填“左”“右”)调节。
(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)。
实验序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
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)如图丙所示,在杠杆左侧用弹簧测力计竖直向上拉也可使杠杆在水平位置平衡,若实验中所用钩码每个重0.5N,此时弹簧测力计的示数为______N。
12.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”)。
13.关于杠杆的平衡条件,小明用图甲所示装置进行探究,其中杠杆的刻度均匀,每个钩码的重力均为0.5N。
(1)实验前,可通过调节________来实现杠杆水平位置平衡,目的是________;
(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________和________有关;
(3)小明在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,进行了4次实验。杠杆平衡时的部分数据已填入表中,其中图丙是第4次杠杆平衡时的情景,请将杠杆右侧阻力和阻力臂的大小填入表中;
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.0
0.20
2.0
0.10
2
2.0
0.15
2.0
0.15
3
2.0
0.15
3.0
0.1
4
1.5
0.10
_______
_______
分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件是__________(用符号表示)
(4)小红认为:小明虽然做了多次实验,但结论仍不具有普遍性。请你写出原因并简述增加的操作,原因:_______,操作过程:_______(原因和操作过程各写一条即可)。
14.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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参考答案
1.(1) 达到 右
(2) 2 便于测量力臂
(3) 1 > 弹簧测力计竖直向上拉比斜向上拉时动力臂大
【详解】(1)[1]由题意可知,杠杆处于静止状态,则受力平衡,所以杠杆达到平衡状态。
[2]杠杆左端下沉,说明左端要重,故平衡螺母应该往右调节。
(2)[1]我们设支架上的一小格表示1,A处占两小格,B处占四小格,根据杠杆平衡条件可知
由此可得,B处应挂钩码的数量为2个。
[2]实验中让杠杆在水平位置平衡,可方便测量力臂。
(3)[1]根据杠杆平衡条件可知
由此可得,弹簧测力计的示数为1N。
[2][3]由图乙可知,在C处斜向上拉和竖直向上拉时,力臂不一样,且斜向上拉的力臂小于竖直向上拉的力臂,根据杠杆平衡条件可知,当阻力和阻力臂保持不变时,动力臂越大,动力越小,所以斜向上拉的弹簧测力计示数大于竖直向上拉的弹簧测力计示数。
2.(1) 平衡状态 右 力臂
(2) 6 变大
(3)杠杆自身重力对实验产生了影响
(4)A
【详解】(1)[1]如图甲所示,杠杆在此位置静止,所以此时杠杆处于平衡状态;
[2]由图甲可知,杠杆向左偏,要使它在水平位置平衡,由左偏右调可知,应将杠杆的平衡螺母向右调节。
[3]杠杆在水平位置平衡,力的作用线如果是竖直方向的,则从支点到力的作用线的垂直距离,刚好就是杠杆上从支点到力的作用点的那段长度,故这样做的目的是便于直接读出力臂的长度。
(2)[1]如图乙所示,杠杆左侧三格处挂了4个钩码,根据杠杆平衡条件得,在B点挂钩码个数
[2]若在B点处施加一个竖直向下的拉力F,杠杆仍在水平位置平衡,当F向右倾斜时,其力臂变小,仍要保持杠杆在水平位置平衡,据杠杆平衡条件得,F的大小将变大。
(3)如图丙所示,用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆仍然处于水平位置平衡时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符的原因是由于杠杆的重心在杆的中点,重心在支点的左侧,杠杆自身重力对实验产生了影响。
(4)铅笔水平平衡后,将铅笔稳住,并将断裂的铅笔芯放到右端细线上方固定,如图所示,铅笔芯所放置的力臂小于原位置的力臂,根据杠杆平衡条件可知,其不会保持平衡,而是左端会下沉,故BC不符合题意,A符合题意。
故选A。
3.(1) 左 便于测量力臂
(2)4
(3) 变大 见解析
(4)D
【详解】(1)[1]图中杠杆右端下沉,说明右侧偏重,由杠杆平衡条件可知,为使杠杆水平平衡,应向左调节平衡螺母。
[2]将杠杆调至水平平衡,此时拉力与阻力与杠杆相垂直,便于直接从杠杆上读出力臂大小。
(2)由杠杆平衡条件可得
解得,即应在a处挂4个钩码。
(3)[1][2]阻力与阻力臂不变,弹簧测力计由图丙中的竖直拉变成倾斜拉,拉力的力臂变小,由可知,拉力将变大,即弹簧测力计的示数将变大。
(4)一次实验数据得出的结论具有偶然性,所以为了避免偶然性,得出具有普遍性的规律,实验时应多次改变力和力臂进行重复实验。
故选D。
4.(1) 2 增大
(2)1.2
【详解】(1)[1]假设杠杆上每格的长度为L,根据杠杆平衡条件可得
则弹簧测力计的示数
[2]当弹簧测力计由竖直方向逐渐向左倾斜时,阻力和阻力臂不变,而拉力的力臂变短。根据杠杆平衡条件可知,拉力变大,即弹簧测力计的示数将逐渐增大。
(2)因为保持阻力和阻力臂不变,所以阻力与阻力臂的乘积为定值,根据杠杆平衡条件可知,此时动力与动力臂的乘积也为定值。如图所示,
所以当为0.5m时,的大小为
5. 平衡 右 消除杠杆自重的影响以及便于测量力臂的大小 0.5 不变 变大 =
【详解】(1)[1]当物体处于静止状态或者匀速运动状态时,物体处于平衡状态。因此在做实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆平衡。
[2][3]如图甲所示,因杠杆左端下沉,杠杆的重心在杠杆支点的左端,下一步的操作应该将图甲右边的平衡螺母向右调节。实验时,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了消除杠杆自重的影响以及便于测量力臂的大小。
(2)①[4]测力计的分度值是0.1N,所以它的示数是0.5N。
[5]缓慢提升过程中,弹簧测力计做匀速运动,弹簧测力计的示数大小不变。
②[6]只将钩码的悬挂点从A点移至B点,仍将钩码提升相同的高度,由
W有=Gh
可知,有用功不变;但杠杆转动的角度变小,杠杆重心上升的高度减小,由
W额=G杠杆h杠杆
可知,额外功减小,因总功等于有用功加上额外功,所以总功减小,根据机械效率公式可知,杠杆的机械效率变大。
③[7]若将同一物体悬挂在A点,弹簧测力计分别挂在B点和C点时,竖直向上匀速提高相同高度时,所做的有用功相同,额外功也相同,故总功相同,根据机械效率公式可知,机械效率相同,即n1=n2。
6.(1) 右 便于测量力臂
(2)6
(3)大于
(4)
(5)杠杆自重
(6)3.5
【详解】(1)[1][2]图甲中,杠杆的左端下沉,右端上翘。根据杠杆平衡的调节原则“哪端高,螺母向哪端调”,应将平衡螺母向右调节,直至杠杆在水平位置平衡,从而方便直接从杠杆上读出力臂的大小。
(2)设每个钩码的重力为 ,杠杆上每一格的长度为 。由图乙可知,左侧力 ,力臂 。
设右侧需要悬挂个钩码,则力 ,力臂
根据平衡条件,
即
解得。
(3)由题可知,每个钩码质量为,其重力为
由图丙,左侧总拉力 ,力臂 ,右侧弹簧测力计的拉力为,力臂 ,根据杠杆平衡条件
即
解得,但由于杠杆有自重,因此弹簧测力计示数会大于3N。
(4)由表格数据可以发现,在杠杆平衡时,左侧的“钩码数 × 格数”总是等于右侧的“钩码数 × 格数”。因此可得出杠杆平衡条件为动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂 (或 )。
(5)将支点设置在杠杆的中点,可以使杠杆的重心恰好落在支点上。这样,杠杆自身重力的力臂为零,从而避免了杠杆自身重力对实验结果的影响。
(6)杠杆自身重力为0.5N,由图丙可知,杠杆重心距O点的距离为3格,结合(3)分析有
即
解得。
7.(1) 右 水平
(2)A
(3)平衡
【详解】(1)[1][2]实验前发现杠杆左端下沉,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。
(2)由图乙可知,杠杆右端下沉,杠杆挂上钩码后,不能再去调节平衡螺母,平衡螺母只能在挂钩码之前调节;由杠杆平衡条件可知,左端力和力臂的乘积小于右端力和力臂的乘积,为了使杠杆在水平位置平衡,应该左侧钩码向左移动增大左端的力臂或者将右侧钩码向左移动减小右端的力臂,故A正确,BC错误。
故选A。
(3)由图丙可知,左侧力和力臂的乘积为
右侧力和力臂的乘积为
由上述可知,所以此时杠杆平衡。
8.(1)右
(2)200
(3)A
【详解】(1)图甲中,杠杆左端下沉,应向右调节平衡螺母,才能让杠杆在水平位置平衡。
(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,杠杆仍处于水平平衡,如图乙所示,每个钩码质量50g,设每 个小格的长度为L,根据杠杆的平衡条件得
则物块质量为
(3)实验中多次实验,收集多组数据是为了避免实验的偶然性,便于得到普遍规律,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
9.(1) 平衡 右 便于测量力臂
(2) 右端下沉 相等
(3)先减小后增大
(4)不变
【详解】(1)[1][2][3]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时,杠杆处于平衡状态,由图甲可知,杠杆静止,处于平衡状态;如图甲,杠杆左端下沉,杠杆的右端上翘,应将杠杆重心向右移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节,使杠杆在水平位置平衡;杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离等于力臂,这样便于测量力臂。
(2)[1]设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,如图乙所示,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,杠杆的左端力和力臂的乘积为3G×L=3GL
杠杆的右端力和力臂的乘积2G×2L=4GL
因为3GL<4GL
所以杠杆右端下沉。
[2]实验中保持左侧钩码个数及位置不变,即阻力乘以阻力臂是个定值,根据杠杆平衡条件可知,动力臂L1与动力F1的乘积相等,即图像中每个点与两坐标轴围成的面积相等。
(3)由图可知,OC为最长力臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数先减小后增大。
(4)用杠杆提升钩码时,对钩码做的功为有用功,因为两次都将钩码移动相同高度,且钩码的重力不变,所以对物体所做的有用功不变,不计摩擦,用杠杆提升钩码时,克服杠杆自身重力做的功为额外功。如果仅将拉力作用点由B移至C,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆重心上升的高度h不变,根据W额=G杠h可知所做的额外功不变,根据W总=W有+W额可知总功不变,由可知杠杆的机械效率不变。
10.(1) 是 左
(2)测量力臂
(3)
(4)B
(5)0
(6)2
【详解】(1)[1]杠杆静止或匀速转动均为平衡状态。因此杠杆静止时处于平衡状态。
[2]图甲中杠杆右端下沉,平衡螺母需向上翘的左端调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)杠杆在水平位置平衡时,力臂与杠杆重合,便于测量力臂。
(3)分析表格数据,如第1次:1.0N×10.0cm=2.0N×5.0cm
以此类推,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,则可得杠杆平衡条件。
(4)多次改变力和力臂的大小,是为了避免偶然性,使实验结论具有普遍性,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(5)秤盘不放物体,杆秤水平平衡时秤砣所在的位置对应零刻度,即刻度为0kg。
(6)要增加量程,即能称更重的物体。根据,在动力大小不变时,可采用减小阻力臂、增大动力臂的方法来增大阻力。阻力臂为秤盘到提纽的距离,使用提纽2更靠近秤盘,阻力臂更短,动力臂更长,所称物体重力更大,因此选提纽2。
11.(1) 平衡 右
(2)
(3)1.5
【详解】(1)杠杆静止时处于平衡状态,但图甲中杠杆左端下沉,右端上翘,不是水平平衡;为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向右调节,使杠杆平衡。
(2)分析表格中的数据,如第一次实验
第二次实验
等,可得出杠杆的平衡条件是 。
(3)每个钩码重,根据杠杆平衡条件,由图丙可知,挂了4个钩码,因此有
解得 。
12.(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。
13. 平衡螺母 便于测量力臂 力的大小 力臂长度 1.0 0.15 见详解 见详解
【详解】(1)[1][2]实验前,可通过调节杠杆两端平衡螺母,使杠杆水平平衡,这样可以直接在杠杆上读出力臂长度,便于测量力臂。
(2)[3][4]在左侧钩码下增加一个钩码,改变了力的大小,杠杆失去平衡,说明杠杆的平衡可能与力的大小有关。将左侧钩码向右移动5cm改变了力臂长度,杠杆失去平衡,说明杠杆的平衡可能与力臂长度有关。
(3)[5]图丙是第4次杠杆平衡时的情景,左侧三个钩码重1.5N,则一个钩码重0.5N,则杠杆右侧阻力为2个钩码重力为1.0N。
[6]右侧钩码位于支点右侧15cm刻度线处,则阻力臂为15cm=0.15m。
[7]分析实验数据可知,每组实验动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积,则可得出杠杆的平衡条件是:。
(4)[8]小明的实验只验证了动力和阻力分别位于杠杆两侧的杠杆平衡条件,没有验证动力和阻力在杠杆同一侧的杠杆平衡条件,所以不具有普遍性。
[9]操作过程为:取下一侧的钩码,在另一侧用弹簧测力计竖直向上拉杠杆,使杠杆平衡,记录力和力臂,多次实验,归纳总结得到杠杆平衡条件。
14.(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。
答案第1页,共2页
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