初中物理探究杠杆的平衡条件实验试题

研究杠杆平衡条件的实验：

（1）如图，杠杆的位置如图a所示，此时应调节杠杆两端的螺母使其向    （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，实验时，施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是              。
（2）某同学通过多次实验操作及数据分析，得出杠杆平衡的条件是：动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离，你认为他的结论                     （选填：“可靠”或“不可靠”），理由是                                    
（3）如图利用如图c所示装置进行实验，每个钩码重0.5N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为        N．如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数将       （选填：“变大”“不变”或“变小”）．

（1）濠河是通城美丽的“翡翠项链”，保护濠河水不受污染，是每个市民应尽的责任．某“环保小组”为了对濠河的水质进行监测，定期取样测量其密度进行物理分析．如图是按ABC顺序测量的过程，则河水的密度为      kg/m³．为了更准确地测量河水的密度，实验步骤顺序应调整为      （填ABC序号）．

（2）某小组同学探究杠杆的平衡条件．
①实验前没挂钩码时，杠杆的平衡位置如图甲所示，此时应将左端平衡螺母向______旋一些（选填“左”或“右” ），使杠杆在水平位置平衡．
②该组同学想用弹簧测力计和钩码进行实验，设计实验时提出了两种方案：一种按图乙进行实验，一种按图丙进行实验．你认为哪个实验方案更好并说明你的理由    ．
③该组同学在研究这两种方案时，发现在 A点时两次弹簧测力计的示数不相同，乙图中的 F明显比丙图中的 F′小，其原因是_______________________________．

（1）如图甲所示，鱼缸侧壁有一平面镜，画出光线SA经平面镜反射后的反射光线和该反射光线射出水面后的折射光线的大致方向．
（2）如图乙所示，中100N的均匀木棒悬挂在空中，在竖直向上的力F作用下保持静止，以点O为支点，请你画出力F的力臂L和木棒所受重力的示意图．
（3）如图丙所示，通过开关S控制电动机，使电动机既能正转又能反转（电动机符号是“”），请在图中虚框内填上电池和电动机符号．

如图所示，质量分布均匀的长方体砖，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力F₁只作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F₂作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h（h＜ab＜bc），则在上述过程中F₁       F₂（选填“大于”、“小于”或“等于”）；F₁所做的功F₁   F₂所做的功（选填“大于”、“小于”或“等于”）；第一次克服重力所做的功           第二次克服重力所做的功（选镇“大于”、“小于”或“等于”）。

下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。

（1）实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到　       　位置平衡，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，这时应将平衡螺母向　      　（选“左”或“右”）端调节。

（2）调节平衡后，在杠杆 $B$点处挂6个钩码，如图甲所示，则在 $A$点处应挂　　     个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。

（3）图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知杠杆每格长 $5\mathit{cm}$，钩码每个重 $0.5N$，请将弹簧测力计的示数填入下表。

实验序号	动力 $F_1/N$	动力臂 $L_1/m$	阻力 $F_2/N$	阻力臂 $L_2/m$
1		0.15	3.0	0.10

上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是　            　。

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 $10N/\mathit{kg})$

利用杠杆开展相关实验探究：

（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$调节，直到杠杆在水平位置平衡；

（2）如图乙所示，在 $A$点挂3个重力均为 $0.5N$的钩码，在 $B$点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　　 $N$；若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会　　（选填“偏大”、“偏小”或“不变” $)$；

（3）始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中，弹簧测力计拉力的力臂　　（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），拉力的大小　　。

利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。

（1）实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是　　，若出现图（甲）所示情况，应将杠杆的螺母向　　（选填“左”或“右”）调。

（2）如图（乙）所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是　　。经老师提醒后，小明继续进行实验，如图（乙），若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆　　（选填“仍保持平衡”、“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a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将　　。

如图，在杠杆AB上挂了一个重为G 的物体.为使杠杆在图中的位置静止．请在杠杆上画出最小动力.

如图是研究杠杆平衡条件的实验装置，要使标杆在水平位置平衡，B处应挂与A处同样大小的钩码个数为（ ）

A．6个

B．4个

C．3个

D．2个

（1）如图甲，一束光从水中斜射到水面，请画出反射光线和折射光线的大致方向；
（2）请在图乙中画出可绕O点旋转的Z形杠杆的动力臂L₁和阻力F₂；
（3）请在图丙中标出静止在磁场中的小磁针的N极、磁感线的方向和电源“＋”极.

(1)如图所示，请在A点画出能使杠杆OA在图示位置保持平衡的最小拉力的示意图。

(2)如图所示，闭合开关S后，请标出图中放置的小磁针静止时的N极。