如图1所示,某小组研究“杠杆的平衡条件”,器材:有刻度的杠杆、若干个相同的钩码、弹簧测力计等,O为杠杆的支点.
(1)实验前,应先调节杠杆在 位置平衡.这样做,除了可以消除自身的重力影响,还可以方便地测量或读出 .调节时,如发现杠杆左端偏高,应如何操作: .
(2)某实验小组记录两组数据如下:
实验序号 |
动力F1/N |
动力臂l1/cm |
阻力F |
2/N |
阻力臂l2/cm |
1 |
2 |
20 |
1 |
10 |
|
2 |
1 |
8 |
2 |
4 |
|
根据分析,这组数据中,实验序号为 (选填:“1”或“2”)的一组肯定有错误.检查发现是测量动力臂时读错了,动力臂的实际值比记录值 (选填:大或小).
(3)如图2所示,弹簧测力计在C处由竖直向上逐渐向右倾斜拉动杠杆,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填:变大、变小或保持不变),其原因是 .
(4)某次实验中,若采取如图3所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置保持平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式,这主要是以下哪种原因 (选填字母).
A.一个人无法独立操作 B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合 D.力和力臂数目过多
(5)如图4所示,实验小组选用长1.6m、粗细均匀的一只金属杆,绕O点在竖直平面内自由转动,同时将一个“拉力﹣﹣位移传感器”竖直作用在杆上,并使杠杆在水平位置始终保持平衡.该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图5所示.由图可知金属杆重 N.
小明利用铁架台、带有最小刻度为1cm的杠杆、细线、若干钩码等实验装置探究杠杆的平衡条件.
(1)在挂钩码前,小明发现杠杆左端高,右端低(如图甲),他应将杠杆两端的平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡.
(2)接着小明在杠杆的两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,保持杠杆在水平位置平衡.则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.设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,则动力臂l1大小(如图乙)为 cm.
(3)改变钩码数量与位置,获取多组测量数据,填入记录表中,根据表中的数据得出杠杆的平衡条件是:F1l1=F2l2,据此,实验测量数据记录表中第三次实验中的空格应填 .
实验测量数据记录表:
实验次序 |
动力F1/N |
动力臂l1/cm |
阻力F2/N |
阻力臂l2/cm |
1 |
2.0 |
5.0 |
1.0 |
10.0 |
2 |
2.0 |
10.0 |
2.0 |
10.0 |
3 |
2.0 |
15.0 |
3.0 |
|
… |
… |
… |
… |
… |
(4)测量多组数据的目的是 (选填“减小实验误差”或“避免实验错误”).
探究杠杆的平衡条件
猜想与假设】
猜想一:动力 动力臂 阻力 阻力臂
猜想二: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
【设计实验与进行实验】
(1)如图甲所示,应将杠杆两端的螺母向 (选填"左"或"右" 调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图乙所示,小明同学挂上钩码并调节钩码的位置,使杠杆水平平衡,记录的数据如表。
(3)改变钩码的 和钩码的位置重复上述实验两次,记录的数据如表。
实验次数 |
动力 |
间距离 |
阻力 |
间距离 |
|
小明 |
1 |
1.0 |
5 |
0.5 |
10 |
2 |
1.5 |
10 |
1.0 |
15 |
|
3 |
1.0 |
10 |
2.0 |
5 |
|
小红和小明 |
4 |
0.8 |
15 |
1.0 |
10 |
5 |
1.4 |
15 |
1.0 |
10 |
【分析与论证】
根据小明同学的数据可验证猜想 (选填"一"、"二"或"一和二" 是正确的。而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离,具有一定的特殊性,还应改变动力或阻力的 进行实验。
于是,小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验,获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想 是错误的。若要验证另一种猜想是否正确,必须添加的测量工具是 。
通过以上探究,小明同学真正理解了力臂是支点到 的距离。
某同学用图示装置做探究杠杆平衡条件的实验,图中杠杆匀质且均匀刻度.当杠杆水平平衡后,在左侧第2格上挂3个相同的钩码,则应在右侧第3格上挂 个相同的钩码才能使杠杆水平平衡;若在右侧改用弹簧测力计向下拉,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,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”).
【内蒙古通辽市2015年中考物理试卷】如图所示是小明利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆的平衡条件”的实验,每个钩码重为0.5 N。
(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,这时应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)在A点悬挂两个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,需在B点悬挂 个钩码;取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆水平位置平衡,测力计的拉力为 N;若改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向左上方,杠杆仍然在水平位置平衡,则测力计的读数将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
在探究“杠杆平衡条件”的实验中,采用了如图所示的实验装置。
(1)调节平衡时,都应该使它在__________位置平衡。根据图示杠杆所处的位置,应将平衡螺母向__________调整(填“右”或“左”)。
(2)挂上钩码,正确调节使杠杆再次平衡。此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆__________,挂钩码位置所对应的刻度值就等于__________。
(3)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,同时调节平衡螺母使杠杆平衡,你认为他们的做法是__________。
(4)实验的结果如下表所示。
动力(F1/N) |
动力臂(L1/cm) |
阻力(F2/N) |
阻力臂(L2/cm) |
3 |
6 |
6 |
3 |
2 |
5 |
5 |
2 |
4 |
2 |
2 |
4 |
3 |
6 |
9 |
2 |
3 |
4 |
2 |
6 |
4 |
4 |
2 |
8 |
甲同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力+动力臂=阻力+阻力臂
乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:动力×动力臀=阻力×阻力臂
两个同学都认为自己是对的,对方是错误的.那么你认为他们中正确的应该是__________同学。原因是__________同学的结论部分仅从部分实验数据分析得到,不是所有实验数据都满足他总结的结论。
(5)下列正在使用中的杠杆:用镊子取砝码、用扳手拧螺母、用钉捶拔钉子,属于费力的杠杆是__________。
小明在复习探究杠杆平衡条件实验时:
(1)实验前应调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的好处是 ;
(2)调节完毕后,在杠杆A 点挂3 个相同的钩码如图甲所示,在杠杆B 点应挂 个相同的钩码才能使杠杆恢复在水平位置平衡。若将A、B两点下方所挂钩码各取下一个,那么杠杆 (选填“左或“右)端下降;
(3)小明测出一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论。同组的同学认为他的做法不合理,理由是 ;
(4)测定油箱油量的装置应用了杠杆如识( 如图乙),当油面下降时,变阻器R 连入电路的阻值将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。若将图中电流表换成电压表表示油量的多少,则电压表接在 (选填“R0”或“R”)两端时,电压表示数越大,表示油量越多。
【江苏省徐州市2015年初中毕业、升学考试】在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)如图a所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向______旋(选填“左“或“右”).
(2)如图b所示,在A位置上挂两个相同钩码,应该在B位置挂上________个同样的钩码,才能使杠杆在水平位置平
(3)如图c所示,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)使用杠杆能为我们的生活带来方便.如图d所示,下列杠杆能够省距离的是( )
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: (注 和 分别表示支点 到 和 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 |
|
|
|
|
|
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 |
和 (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 的作用点的距离 与支点到 的作用线的距离 是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验
①移动钩码,使杠杆 ,并使杠杆处于平衡状态。
②记录 、 、 和 、 、 。
③改变钩码数量,移动钩码,记录杠杆处于平衡时的多组 、 、 和 、 、 。
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: 。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: 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 , 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 处竖直向上拉,在 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 . 取
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 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 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 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 处的钩码向右移动 格。当杠杆平衡、钩码静止时,挂在 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 处钩码,改用弹簧测力计钩在 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”) ,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 )。
(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。