初中物理探究杠杆的平衡条件实验实验题

某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。

⑴将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，它就是刻度尺的_______________；
⑵如图所示，将质量为M₁的物体挂在刻度尺左边某一位置，向_____（选填“左” 或“右” ）移动刻度尺，直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离L₁和刻度尺的____________到支座的距离L₂；
⑶根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量m=__________（用所给物理量表示）。

小东想估测出某种油的密度ρ_油，他手边的测量工具只有刻度尺．小东利用身边的器材设计出一个实验方案．首先找一根直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置为E，如图所示．下面是小东测出ρ_油的部分实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整．

（1）用刻度尺测出OE的长度L_o；
（2）把金属块B浸没在油中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡；
（3）   ；
（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ_油的表达式为：   ．

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              。

某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。
（1）将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，它就是刻度尺的______ _______；
（2）如图所示，将质量为的物体挂在刻度尺左边某一位置，向____（选填“左”或“右”）移动刻度尺，直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离和刻度尺的______  ___到支座的距离；

（3）根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量____ ____（用题目中所给物理量表示）。

如图所示，是“探究杠杆平衡条件”的装置图．
（1）实验前为方便测量力臂长度，应将杠杆调节到  平衡，如果杠杆的左端向下倾斜，平衡螺母应
向  端调节．
（2）实验记录的数据如表所示，收集多组数据的目的是       ；实验得到的结论是    （用字母符号表示）．

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/cm	阻力F2/N	阻力臂L2/cm
1	0.5	10	1	5
2	0.5	15	1.5	5
3	1.5	20	3	10
4	2	20	4	10

（3）图中杠杆处于平衡状态，每个钩码受到的重力是0.5N，则弹簧测力计竖直向下的拉力是  N；拉着弹簧测力计，逐渐向右倾斜，并保持杠杆平衡，弹簧测力计的示数将    ．

在探究“斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响”时，某物理兴趣小组的同学提出了三种不同的猜想：
A．斜面越倾斜斜面机械效率越大；
B．斜面越倾斜斜面机械效率越小；
C．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度无关。
他们用如图所示的探究装置，在不同的倾斜程度下做了三次试验，实验中应保持物体在斜面上的运动状态是                  。请回答下列问题：
①每次实验时，斜面的光滑程度和沿斜面被拉的物体应该        （选填“相同”或“不相同”）；改变斜面的倾斜程度是指改变                        （选填（斜面的长度、斜面的高度、斜面与水平面的夹角）；实验时应把物体沿着斜面往上缓慢拉动．
②在以下六个物理量中：被拉物体的重量G、弹簧秤的拉力F、斜面的长度L、斜面的高度H、物体在斜面上通过的距离s、物体上升的高度h，实验必须要测量的物理量是                            （只填所测物理量的符号）；用需要测量的物理量的符号表示斜面的机械效率的计算式是                   
③如果猜想C是正确的，则在三次倾斜程度逐渐增大的实验中，由实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值就应该                （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“基本不变”）．如果在三次倾斜程度逐渐增大的实验中，由实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值逐渐增大，这说明实验前的猜想            是正确的．

考场内小明信心十足，因为他在学习中使用了许多好方法，对知识掌握得很好，下面是他利用对比法进行实验探究的部分过程．请你在空格内替小明同学填上合适的内容．
（1）用天平和量筒测量某新型合金的密度．

调平	如图为天平放在水平桌面上，指针所在分度盘的位置，这时应向　  　（选填“左”或“右”）移动平衡螺母，使天平的横梁平衡．
过程	某次测量，天平右盘中砝码及游码在标尺上的位置和量筒的示数如图所示，据此可知合金的密度是  　kg/m^3．
讨论	实验中多次测量合金密度并求平均值是为了　     　．

（2）探究杠杆的平衡条件

调平	调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡．
过程	图示为某次测量力臂的示意图，这时动力臂l2是　     　cm．
讨论	实验中多次改变动力F1和动力臂l1的大小，并相应调节阻力F2和阻力臂l2．这样做的目的是     　（填下列选项的番号）． A．使结论具有普遍性   B．找出杠杆的平衡条件     C．求平均值．

（3）天平测量质量时利用了杠杆原理，该原理的字母表达式为　     　．

问题解决--测量浮力：
小雨想要知道一块形状不规则的塑料泡沫浸没在水中时所受浮力的大小，身边只有一个轻质滑轮，一把轻质硬木刻度尺，一个密度小于水的正方体木块，一个盛有适量水的水槽和线绳．
（1）测量步骤（配图说明）；
（2）计算出浮力的大小F_浮=         ．

小阳为了测量某金属块的密度，他找来一根均匀的直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物A挂在硬棒上的位置为E，如图所示。下面是小阳测出金属块B密度的部分实验步骤，请你按小阳的思路，将实验步骤补充完整。

（1）用刻度尺测出OE的长度L₀。
（2）把金属块B浸没在水中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡。
（3）                                 。
（4）利用上述测量出的物理量和题中的已知量，计算B物体的密度的表达式是：ρ_B＝        。(2分)

如图所示漫画描绘的是猴子和兔子分萝卜的情景，究竟谁分得的萝卜重，德州市育红中学的三位同学提出了自己的猜想：甲认为：猴子胜利了；乙认为：兔子胜利了；丙认为：猴子和兔子谁也没有沾光．到底谁的猜想正确呢？

（1）为此，同学们设计了如图所示的实验，根据该实验现象，可以判断猜想正确的同学是            （选填“甲”、“乙”或“丙”）．

（2）根据实验，同学们还得出结论：
只要满足“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”，杠杆就能平衡．
a．你认为这个结论是的          ．（选填“正确”或“错误”）
b．如何用下图的装置来验证你的观点？
答：                                                          ．

实验桌上有符合实验要求的橡皮筋一根、已调好的弹簧测力计一个、刻度尺一把、细线若干。现将一块贴有白纸的木板竖直固定在一支架上，将一根两端带有调平衡螺母的杠杆安装在垂直于木板平面的转轴上，并可绕转轴在平行于木板的竖直平面内自由转动，杠杆上有间距相等的刻度线，如图20所示。请你在如图所示装置的基础上，选用上述实验器材设计一个实验证明：“在杠杆平衡时，如果动力臂和阻力臂保持不变，则动力跟阻力成正比”。请你写出实验步骤（可画示意图辅助说明），画出实验数据记录表格。

小明和小华“探究杠杆平衡的条件”，他们的研究过程如下：

① 体验：他们用螺丝刀将骑马钉撬起，发现有两种方法，如图所示。请在图（b）中的A点画出动力的示意图。__________
② 探究：他们将钩码挂在杠杆一端，如图所示，受到撬骑马钉的启发，若要使杠杆在此位置平衡，他们用力的方向有什么规律？__________
他们分别选取器材进行实验，并将动力F₁、动力臂l₁、阻力F₂、阻力臂l₂记录在下表中。

小明分析比较表一的实验数据可归纳得出的结论是：__________。
小华分析两表数据后发现实验序号__________的数据与小明的结论不符。他回顾了那次实验，发现实验数据是在弹簧测力计斜拉的情况下获得的，如图18所示。请分析小华这组数据错误的原因：当测力计斜拉时__________。

某同学做探究杠杆平衡条件的实验，实验前发现杠杆左端低，右端高，应将左侧的平衡螺母向   （选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是                        ；实验时，在A点悬挂2个重均为0.5N的钩码（如图)，在B点用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡。要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应沿        方向，大小为       N。

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

如图所示为“探究杠杆平衡条件”的实验装置。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，使杠杆可绕O点在竖直面内自由转动。当杠杆上不加挂任何物体而处于静止时，发现杠杆右端上翘，此时应将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在图中甲中，每个钩码重0.5N，杠杆上每格等距。小明在图甲中的A处施加一个竖直方向的力F₁，使杠杆在水平位置平衡，则力F₁的方向    （选填“竖直向上”或“竖直向下”），大小为     N。

（3）若在A处施加斜向上的力F₂，如图乙所示，使杠杆仍在水平位置平衡。则F₂将    F₁。（选填“大于”、“等于”或“小于”）。