初中物理探究杠杆的平衡条件实验实验题

小梅在物理老师的指导下，利用一个重物、细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。

（1）实验前，为便于力臂的测量，她应通过调节杠杆两端的　　使杠杆在　　位置平衡。

（2）实验时，小梅决定先保持阻力 $F_2$和阻力臂 $l_2$不变，探究“杠杆平衡时，动力臂和动力之间的关系”。

于是，她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处；然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示，将动力 $F_1$和动力臂 $l_1$记录下来。

接下来，她要改变　　并移动其悬挂的位置，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来。

（3）小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。

表一 保持阻力 $F_2$和阻力臂 $l_2$不变，探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系

实验序号	动力 $F_1/N$	动力臂 $l_1/m$
1	0.5	0.20
2	1.0	0.10
3	1.5	0.07
4	2.0	0.05
5	2.5	0.04

分析表1中的数据，小梅得出的结论是：保持阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力臂 $l_1$跟动力 $F_1$成　　关系。

（4）在前面实验的基础上，小梅进一步猜想：在更普遍的情况下，杠杆平衡时可能满足“动力 $F_1\times$动力臂 $l_1=$阻力臂 $F_2\times$阻力臂 $l_2$”

为了验证小梅的这个猜想，小丽通过实验得到的实验数据如表2所示

表2 探究杠杆平衡时，动力 $F_1$、动力臂 $l_1$和阻力 $F_2$、阻力臂 $l_2$之间的关系

实验次数	动力 $F_1/N$	动力臂 $l_1/m$	阻力 $F_2/N$	阻力臂 $l_2/m$
1	1.0	0.10	1.0	0.10
2	1.5	0.08	1.5	0.08
3	2.0	0.07	2.0	0.07

小梅认为，表2中小丽的实验数据缺乏普遍性，用来验证她的猜想不够充分，于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。

小梅的建议是：小丽还要在　　的情况下进行实验和收集数据。

如图甲是小明根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上．

（1）下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是（只填写序号）

A．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处

B．将天平放在水平台面上

C．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记

D．将待测物体放在天平左侧的置物盘中

E．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量
F．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
（2）调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的      侧（填“左”或“右”）；
（3）若某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处，如图乙所示，已知OP=L，OQ=d，ON=a，钩码质量为m，则待测物体的质量M=       ．（用所给字母表示）

为安全起见，妈妈为小明买了一块浮板辅助练习游泳。妈妈认为浮板能漂在水面上是因为它轻，小明认为妈妈的说法不对，科学的说法是因为浮板的密度比水的密度小。为验证自己的说法，小明设计了如下实验：
（1）找一根轻质均匀木棍、细绳（质量忽略不计）和一块标有“净重115g”字样的新肥皂，用如图所示的方法进行测量。测量时，使木棍在____位置平衡，记下A、B的位置，用刻度尺测出OA=10cm，OB-40cm，则浮板的质量为       kg。

（2）把浮板压入装满水的桶中刚好浸没，用塑料袋（质量忽略不计）收集溢出的水，用（1）所述方法测得溢出水的质量为4. 6 kg，则浮板的体积为      m³，密度为        kg/m³；用刻度尺测肥皂的长、宽、厚，算出肥皂的密度为1.33×l0³kg／m³。浮板在水中漂浮而肥皂在水中下沉，说明小明的说法是正确的。小明用此浮板游泳时浮板受到的最大浮力为______N。
（3）根据这个实验结果，妈妈说原来用密度比水小的材料制成的物体才能漂浮在水上，这种说法____（选填“正确”或“不正确”）。请举例说明                               .

探究杠杆的平衡条件
【提出问题】如图所示，是一种常见的杆秤．此时处于水平位置平衡．

发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉．他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的     来实现；
发现二；接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡。说明通过改变        的长短也可以改变杠杆的平衡．
那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢?
【制定计划与设计实验】
实验前，轻质杠杆处于如图所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向     （选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是          

【实验结论】
如图所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是              ，

【拓展应用】如图所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个        杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），此杠杆的支点是图中的      点，假如托起6N的重物，请你根据图21所示，估算出手臂要用的动力大约是      N

小柯在测量某铁块的重力时，发现铁块的重力超出了弹簧测力计的量程，一时又找不到其他测量工具，为了测出该铁块的重力，他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进：

步骤一：将细线系在木棒的A位置，在木棒的左端绕上适量的细铁丝，使木棒处于水平位置平衡，如图甲。
步骤二：用手指勾住弹簧测力计的B处，对弹簧测力计进行调零，如图乙。
步骤三：在木棒左端挂上铁块，右端用弹簧测力计竖直向下拉，如图丙
（1）步骤一中，“在木棒的左端绕上适量的细铁丝，使木棒处于水平位置平衡”是为了防止        测量结果的影响。
（2）步骤三中，当木棒处于水平位置平衡时，弹簧测力如图丁所示，则该铁块的重力是        N

物理实验复习时，小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题

（1）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．
（2）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                   ．
（3）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   ．

进行探究“杠杆的平衡条件”实验

(1)实验前楚旭发现杠杆右端低左端高，此时应将杠杆右端的平衡螺母向   调节，使得杠杆保持   静止；
(2)杠杆平衡后，楚旭在如图所示的B位置挂上三个钩码，可在A位置挂上   个钩码，使杠杆在水平位置平衡；由此楚旭很快得出杠杆平衡条件，你认为楚旭得出结论   （合理／不合理），理由是   ．

在探究杠杆平衡条件的实验中：

（1）实验前小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向       调节.
（2）如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的B处挂同样钩码     个.
（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将           （变大/变小/不变），其原因是                 .

在探究“杠杆平衡条件”的实验中：

（1）某同学将杠杆悬挂起来，发现杠杆的右端低，左端高，他应该将杠杆两端的平衡螺母向________调节，使杠杆在________位置平衡。
（2）如图甲所示，在杠杆右边B处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左边A处挂____个相同的钩码。
（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F_____（选填“变大”、“不变”或“变小”），原因是______。

在探究“杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图（a）所示，在未挂钩码时，螺母A、B的作用是                    。若实验前，没有挂钩码时，杠杆静止在图（b）所示位置，应进行的操作是                                 。

（2）实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边、离支点2格的P处挂有3个钩码，如图（c）所示，为使杠杆平衡，请在杠杆右边挂上钩码（用两种方法），你的方法是①                            ；②                           。
（3）实验中改变支点两侧的钩码位置和个数，用同样的方法一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是                                        。
（4）当小宇同学在拉着弹簧测力计使杠杆在如图（d）位置平衡，读出测力计的示数，并从杠杆上直接读出对应的力臂，结果发现：动力×动力臂≠阻力×阻力臂，于是小宇说，杠杆平衡条件在此种情况下不成立，你知道其中的原因吗？
                                                                             。

小明和小红利用如图甲所示装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件：

(1)如图乙，为使杠杆在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母向      （选填“左”或“右”）移动，将杠杆调整在水平位置的目的是为了方便测量       ；
(2)小明在实验中记录了三次实验数据如下表：这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是       ，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是      ；
(3)小红调节好平衡后，在杠杆两端挂上钩码，杠杆的状态如图丙所示，为此，小红又调节两端的平衡螺母，使杠杆重新回到水平平衡位置，然后正确记录下钩码重、动力臂OA和阻力臂OB的值，分析实验数据后发现得不到教材中的“杠杆的平衡条件”，小红的哪一步操作导致了实验结果与教材中的结论不一致？答：      ；

(4)有同学用现有实验方案得到如下结论“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”，这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是实验过程中    。

A．没有改变力的大小

B．没有改变力的方向

C．没有改变力的作用点

D．实验次数较少，结论具有偶然性

某物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件．

（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向       （选填“左”或“右”）移动.实验中，要将杠杆调在水平位置平衡（如图乙所示），其目的是      ．
（2）实验中测得的数据如下表所示，表格中漏填的数据应为       N．

测量 序号	动力 F1/N	动力臂 l1/cm	阻力 F2/N	阻力臂 l2/cm
①	1	20	2	10
②	2	15	1.5	20
③	3	5		15

 
（3）有的同学按现有方案得出如下结论：“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”．这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中       ．
A.没有改变力的大小                    B.没有改变力的方向
C.没有改变力的作用点                  D.实验次数较少，结论具有偶然性

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  (选填“左”或“右”)调节，使杠杆在不挂钩码时，达到   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：   。他这样得出的结论是否合理？   ；为什么？               。
（3）实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，如图甲，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？_______
（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：     。
（5）杠杆不处于水平位置能否平衡？甲乙意见不同。甲认为能平衡。于是他让每次杠杆倾斜时静止，做这个实验也得出了杠杆平衡条件。甲认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？               （选填对或错），甲这种方案与乙让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪个实验方案好，并说明理
由： 实验方案好；理由是              。

如图所示是某校九年级（10）班物理实验小组探究杠杆平衡条件的实验装置。

⑴实验前没有挂钩码时，小明同学发现杠杆右端下倾，则应将左端的平衡螺母向_____调。
⑵小华同学记录了三次实验数据如下表① 这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是______，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是______。
②如图（甲）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B点，如图乙所示，杠杆平衡时弹簧测力计的示数为F_a，若在B点斜向上拉，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 (大于/小于/等于)。

如图所示，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、细线和若干个钩码（每个钩码重0.5N）。

（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_______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆不挂钩码时在_______位置平衡．这样调节的目的是：便于在杠杆上直接测量__________。
（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂2个钩码，在E点处挂_____个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明得出了杠杆的平衡条件为：F₁×L₁=F₂×L₂；他这样得出的结论是否合理？_________；（选填“合理”或“不合理”）判断的理由是（    ）（填选项）。
A．实验次数太少，不能得到普遍规律    B．单位不同的物理量不能相乘
（3）取走挂在E处的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆再一次在原位置平衡，弹簧测力计的拉力为_____N，如果改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向左上方，杠杆仍在原位置平衡，则测力计的读数将______（填“变大”、“变小”、“不变”）