初中物理探究杠杆的平衡条件实验实验题

小强在探究“杠杆的平衡条件”时
（1）为了便于测量力臂，他先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在         位置平衡。（选填“水平”“竖直”“倾斜”）
（2下表是小强的实验记录，在这两组数据中，他发现序号为     的一组数据是错误的，经检查，结果是测量阻力臂时读错了，阻力臂的实际值应为    
m，通过探究，小强得到杠杆的平衡条件为                  。

次数	F1/N	L1/m	F2/N	L2/m
1	2	0.3	1	0.4
2	1	0.4	2	0.2

 

在探究杠杆平衡条件的实验中。

动力F/N	6.0	4.0	3.0	2.0	1.5
动力臂L/cm	5	7.5	10	15	20

（1）如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，可以向________移动左端的螺母。（选填“左”或“右”）
（2）如图乙所示，为了使杠杆平衡，应在P点挂________个同样的钩码；若是改用在P点沿虚线方向拉弹簧测力计，则测力计的示数会________（选填“大于”、“等于”或“小于”）上述所要挂钩码的总重量，因为这时拉力的力臂_______（选填“变小”或“变大”）了。
（3）在图乙中，保持杠杆左边所挂钩码的位置和个数不变，用弹簧测力计分别在杠杆右边的不同位置竖直向下拉杠杆，使之平衡，得到下表中的几组数据，请在图丙中绘出F-L图象。由表中数据或图象可知，在阻力与阻力臂一定的条件下，动力F与动力臂L成______。（选填“正比”或“反比”）

在探究“杠杆平衡条件”活动中，某同学记录了三组数据如下表：

序号	动力F1/N	动力臂l1/m	阻力F2/N	阻力臂l2/m
1	1.96	0.04	3.92	0.02
2	0.98	0.02	0.49	0.01
3	2.45	0.03	1.47	0.05

（1）这三组数据中其中有一组是错误的，它的序号是 ▲ ，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是 ▲ ；
（2）如图所示，当在A处挂了三个钩码时，
要使杠杆平衡，应在C处挂 ▲ 个
钩码（每个钩码的质量相等）．
（3）若某次实验中用弹簧测力计竖直向上
拉杠杆一端的A点，如图a位置时所
示，杠杆平衡时，弹簧测力计的示数为 F_a；若在A点斜向上拉，如图b位置时所示，杠杆要求在水平位置再次平衡时，弹簧测力计的示数为F_b，则F_a ▲ F_b（选填“大于”、“小于”或 “等于”）

甲、乙两位同学一起做《探究杠杆平衡条件》的实验，以杠杆中点为支点，如图1、图2所示。

（1）实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡，这样做的目的是为了消除杠杆自重对实验的影响和 　        　；若杠杆右端低左端高，为使其在水平位置上静止，应将左端的平衡螺母向 　    　端调节（填"左"或"右"）。

（2）如图1所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件，这种做法的不足是： 　                            　。

（3）如图2所示，乙同学设计了两种实验方案：第一种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为F ₁；第二种弹簧测力计倾斜拉，其读数为F ₂，第 　 　（填"一"或"二"）种实验方案更方便。在同等条件下，两次弹簧测力计读数F ₁ 　 　F ₂（填"＜"、"≡"或"＞"）。

（4）杠杆在生活中有很多应用。现欲使如图3所示的静止跷跷板发生转动，小女孩乙可采取的做法是 　                                      　。

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．【8分】
⑴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
杠杆左端的平衡螺母向＿＿＿(左/右)调节，使杠杆在不挂钩码时，达到水平平衡状态．
⑵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：＿＿＿＿＿＿＿＿．他这样
得出的结论是否合理？＿＿＿＿；为什么？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．

⑶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时，测出的拉力大小都与
杠杆平衡条件不相符．其原因是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
⑷杠杆不处于水平位置能否平衡？小惠和小红意见不同．小惠认为能平衡，于是他每
次让杠杆倾斜时静止，这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件．
小惠认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？＿＿＿＿（对/错），小惠这种方
案与小红让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为小惠和小红哪位同学实验方
案好？请说明理由：
答：＿＿＿＿实验方案好；理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．

在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）如图a，杠杆上面有刻度，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，如图a，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向     （选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在     位置平衡．
（2）图b和图c的操作相比，图     更方便，因为可以直接读出     ．
（3）图d中，若慢慢将弹簧测力计倾斜过来拉杠杆，仍使杠杆在水平位置平衡，它的示数将变     ，因为     ．
（4）经过多次实验，得出实验结论后，小明同学想利用图e装置测出杠杆提升钩码时的机械效率：
①图e所示实验中，每个钩码重0.5N，弹簧测力计竖直向上拉杠杆，它的示数为4N，当钩码上升6cm时，杠杆上的C点上升3cm，则此时杠杆的机械效率η_a=     ．
②杠杆的机械效率跟钩码悬挂的位置到底有没有关系呢？如图f，他仍然竖直向上拉杠杆使C点上升3cm，若支点处的摩擦力可以忽略不计，经分析可知此时杠杆的机械效率η_b与η_a相比     （变大/变小/不变）．接下来可以进行实验，收集数据，通过实践证明我们的分析是否正确．

小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验：

（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停在如图甲所示的位置。小明将左端的平衡螺母向右调，小红认为也可以将右端的平衡螺母向          调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡。
（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，并测出力臂。多次实验并把数据记录在表格中。

次数	Ｆ１／N	l１／cm	Ｆ２／N	l２／cm
１	1	10	2	5
２	2	10	1	20
３	2	15	3	10

实验时杠杆在水平位置平衡的目的是：                        ；
（3）小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：                           。
（4）小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会             （选填“右侧下降”或“左侧下降”）。
（5）若小明只将图乙中的杠杆左侧的两个钩码取下，要使杠杆重新在水平位置平衡，应将右侧钩码               （说出钩码移动的方向及格数）。2-1-c-n-j-y

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。