初中物理探究杠杆的平衡条件实验实验题

小明同学在“研究杠杆平衡条件”实验中：

（1）实验时应先调节杠杆在　   　位置平衡。若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向　 　调（填“左”或“右”）。

（2）杠杆平衡后，小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应在B位置挂上　    　个钩码。

（3）下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：

实验次数	F1（N）	l1（cm）	F2（N）	l2（cm）
1	2	5	△	10
2	3	10	2	15
3	2	30	3	☆

上表中空格处所缺的数据是：△＝　   　，☆＝　   　；

（4）分析上表中的实验数据可以得出的结论是　             　。

小明在做“探究杠杆的平衡条件”实验中：
(1)实验前调节杠杆右端的平衡螺母，使其在水平位置平衡，在水平位置平衡时杠杆重力的力臂为      ．
(2)在图中，杠杆在水平位置平衡后，小明调节左边钩码的个数和位置，使杠杆水平平衡时，测出F₁=1.2N，F₂=1.5N；OA=30cm，OB=20cm．他 将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现F₁×OA和F₂×OB并不相等，从而认为杠杆的平衡条件不一定是F₁l₁= F₂l₂．小明的失误是                                   ．

．某组同学进行“杠杆平衡条件”的探究，实验时猜想杠杆平衡的条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。经过实验，获得了如下数据：

动力F1/N	动力臂l1/cm	阻力F2/N	阻力臂l2/cm
4	5	5	4

于是，他们分析所得数据，认为自己的猜想得到了验证，请你指出他们实验中存在的问题？
①                        ；②                                    （回答两点）

小强在验证杠杆平衡条件的实验中：
（1）实验前没有挂钩码和弹簧测力计时，发现杠杆左端高右端低，要使其在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向         调节，这一调节过程的目的是为了使杠杆的      对杠杆平衡不产生影响，这时杠杆重力的力臂为          。
（2）在图中，杠杆水平平衡后，小强调节左边钩码的个数和位置，使杠杆水平平衡时，测出F₁=1.2N，F₂=1.5N；OA=30cm，OB=20cm。他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现F₁×OA和F₂×OB并不相等，从而认为杠杆的平衡条件不一定是F₁ l₁= F₂ l₂。小强的失误是                               。

（3）在图中，若B处的钩码不变，小强将弹簧测力计由A处移到C（OC=10cm）处，施加一个竖直方向的力，使杠杆在水平位置平衡，则这个力的方向应          ，大小为         N。 
（4）在右图中，若B处的钩码不变，小强不用弹簧测力计，在A处挂     N的钩码，杠杆在水平位置仍然平衡。

有一量程为10N的弹簧测力计，现在用它来测量约几千克的大西瓜的质量，其他辅助器材可以任意选用，但不得切割西瓜。请你设计一种方法测出它的质量。

在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图（甲）所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端螺母向_______边旋一些（选填“左“或“右”）。
（2）调好后，第一组按图（乙）进行实验，第二组按图（丙）进行实验，图（丙）中的弹簧秤示数比图（乙）的示数要________，理由是____                  _________。
（3）小明认为按图（乙）进行实验更好，理由是____________________________________。
（4）小红认为按图（丙）进行实验更好，理由是____________________________________。

在探究杠杆的平衡条件的活动中：
（1）调节平衡螺母时，若发现杠杆的左端向下倾斜，则应将平衡螺母向________调；
（2）实验时要求杠杆在水平位置平衡静止，目的是________；
（3）某小组同学用弹簧测力计和钩码做该实验，当他们按照实验要求使杠杆平衡时，在杠杆上某处挂了一个重1N的钩码，弹簧测力计的指针位置如图所示，则弹簧测力计的示数为________N，钩码应挂在________处（选填“A”“B”“C”或“D”）；若弹簧测力计倾斜一些保持拉力不变，则所挂钩码应向________移动才能使杠杆仍然在水平位置平衡．

下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆）

实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验，记录多组数据。得出： $F_1\times s_1=F_2\times s_2$ （注 $:s_1$ 和 $s_2$ 分别表示支点 $O$ 到 $F_1$ 和 $F_2$ 的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，也得到了同样的结论。

该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？

实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即： 　　。

实验次数	$F_1/N$	$s_1/\mathit{cm}$	$F_2/N$	$s_2/\mathit{cm}$	$l_2/\mathit{cm}$
1	1.0	10.0	0.5	21.3	20.1
2	1.5	20.0	1.0	31.7	29.8
3	2.0	30.0	2.5	25.5	24.0

$s$ 和 $l$ （支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到 $F_1$ 的作用点的距离 $\left(s_1\right)$ 与支点到 $F_1$ 的作用线的距离 $\left(l_1\right)$ 是相等的。研究小组的同学又进行了实验。

实验 $3:$

①移动钩码，使杠杆 　　，并使杠杆处于平衡状态。

②记录 $F_1$ 、 $s_1$ 、 $l_1$ 和 $F_2$ 、 $s_2$ 、 $l_2$ 。

③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组 $F_1$ 、 $s_1$ 、 $l_1$ 和 $F_2$ 、 $s_2$ 、 $l_2$ 。

④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。

最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是： $F_1\times l_1=F_2\times l_2$ 。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。

请回答：

（1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是 　　。

（2）将实验3中的①填写完整。

（3）"支点到力的作用线的距离"在科学上被称为 　　。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。

（4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是 　　。

在探究"杠杆的平衡条件"实验时。

（1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现左端下沉，如图1所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向 　 　（选填"左"或"右"）调节，直至杠杆在 　 　（选填"任意"或"水平"）位置平衡；

（2）调节平衡后，在杠杆上A点处挂两个钩码，如图2所示，则在B点处应挂 　 　个钩码，才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码，则杠杆 　 　（选填"能"或"不能"）保持平衡；

（3）为了使实验结论具有 　 　（选填"普遍性"或"偶然性"），应改变钩码个数及悬挂位置，多次进行实验；

（4）实验时，不再调节平衡螺母，使杠杆的重心位置保持在O点不变，将支点换到O′点，如图3所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N，则杠杆重力为 　 　N。由此可知，将杠杆支点位置设在 　 　（选填"O"或"O'"）点进行实验，能避免杠杆自身重力影响实验结论"动力×动力臂＝阻力×阻力臂"的得出。

如图，在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。

（1）实验前需调节平衡螺母使杠杆处于水平位置，这样做的目的是 　                 　；

（2）若在A点挂有2个钩码，则B点要挂 　                 　个钩码才能使杠杆水平平衡；

（3）若A点钩码数不变，取下B点钩码，用测力计作用在C点，为使杠杆再次水平平衡，测力计上最小示数为 　                 　N，方向 　                 　。

如图所示，探究小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、若干相同钩码、弹簧测力计（单位： $N)$等实验器材探究杠杆的平衡条件，在探究实验中

（1）在挂钩码前，小组发现杠杆左端高右端低（如图甲），应将杠杆两端的平衡螺母向　　端调节（选填“左”或“右” $)$，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是为了方便读出　　；

（2）接着小组在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡（如图乙），这时杠杆两侧受到的作用力大小　　（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$各自钩码所受重力大小，若在 $A$， $B$下方再增挂一个相同的钩码，则杠杆　　端将下沉（选填“左”或“右” $)$；

（3）如图丙是已经调节平衡的杠杆，用弹簧测力计在杠杆 $C$处竖直向上拉，在 $A$处挂上适当的钩码，使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计读数为　　，钩码总质量为　　 $\mathit{kg}$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）如图甲，把质量分布均匀的杠杆中点 $O$作为支点，其目的是消除　       　对实验的影响。为了方便直接测出力臂，实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，当在 $A$处挂上钩码后杠杆转动，说明力能改变物体的　        　。

（2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，若在 $A$处下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，需将挂在 $B$处的钩码向右移动　      　格。当杠杆平衡、钩码静止时，挂在 $A$处的钩码所受重力和钩码所受拉力是一对　       　力。

（3）如图丙，小明取下 $B$处钩码，改用弹簧测力计钩在 $C$处，使杠杆再次在水平位置平衡，弹簧测力计示数　       　（选填“大于”、“小于”或“等于”） $1N$，如果竖直向上拉动弹簧测力计，它是　     　杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）（每个钩码重 $0.5N$）。

（4）小明经过多次实验，分析实验数据后得出了杠杆平衡条件　        　。

物理实验复习时，小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题
（1）实验前没有挂钩码时，杠杆右端下倾，为了使杠杆在水平位置平衡，则应将左端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，这样做的目的：            。
（2）小美先将杠杆调节至水平位置平衡，在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后，杠杆的    端下降．要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数和悬挂点位置，只需将                     即可．
（3）小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉，结果杠杆转至竖直位置，如图乙所示．小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡．你认为原因是                     ．
（4）他们认为（2）问中拉力是做功的．如果水平向右的拉力F大小不变，OA长L，将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中，拉力F做功为    ．

在“探究杠杆的平衡条件”实验中：

（1）实验前，发现杠杆左端偏高，应向      端调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（2）如图所示，把钩码挂在杠杆左侧A点，为使OB成为力臂，应在B点沿着       的方向拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡。
（3）若每个钩码重为0.5N，将A点的钩码全部移到B点，弹簧测力计作用在C点，为使杠杆在水平位置平衡，所加最小力为        N。

小芬同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置如图所示，请回答下列问题：
（1）实验前先要调节杠杆两端的螺母，使其在    平衡，目的是          。如果小芬同学做实验时发现杠杆左高右低，则她应将杠杆左端的螺母向    调，或将杠杆右端的螺母向    调。
（2）小芬同学根据图示实验装置测得的一组数据，得出了“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”的错误结论，你认为小芬同学在探究中存在的问题是：
①                                               ；
②                                               。
（3）图示装置中的杠杆处于静止状态，若小芬同学在杠杆两侧各增加一个钩码（每个钩码的质量相同），则（    ）

A．杠杆仍在图示位置静止	B．杠杆将顺时针方向转动
C．杠杆将逆时针方向转动	D．以上三种情况都有可能

（4）如果小芬同学将杠杆支点右侧的钩码全部拿走，改用弹簧测力计拉着杠杆支点的左侧，则必须        、         地拉住弹簧测力计才能使实验顺利进行。