初中物理探究杠杆的平衡条件实验实验题

小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的 $0.5N$重的钩码若干个。

（1）如图 $A$所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向　　（选填“左”或”右” $)$调节，直到杠杆在　　位置平衡，目的是便于测量　　，支点选在杠杆的中点是为了消除杠杆　　对平衡的影响。

（2）小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图 $B$所示，他们记录的数据为动力 $F_1=1.5N$，动力臂 $L_1=0.1m$，阻力 $F_2=1N$，则阻力臂 $L_2=$　　 $m$。

（3）甲同学测出了一组数据后就得出了“动力 $\times$动力臂 $=$阻力 $\times$阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是　　。

（4）丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力 $\times$支点到动力作用点的距离 $=$阻力 $\times$支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图 $C$的实验，此实验　　（选填“能”或”不能” $)$说明该结论是错误的，图 $C$实验中，已知杠杆上每个小格长度为 $5\mathit{cm}$，每个钩码重 $0.5N$，当弹簧测力计在 $A$点斜向上拉（与水平方向成 $30°$角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力 $\times$动力臂　　（选填“等于”或“不等于” $)$阻力 $\times$阻力臂。

罗珍和丹珍用图甲所示的杠杆一起探究杠杆的平衡条件：

（1）实验前，应使甲图中的杠杆在______位置平衡，可以杠杆左端的平衡螺母向____调，或将右端的平衡螺母向____调；调平衡后，丹珍在乙图所示位置处挂上3个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右端的_____点挂上2个钩码。
（2）如乙图，用弹簧测力计在M位置和N位置用力使杠杆在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变________，这是因为______________________________________。

(14分)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，保持        并静止。
（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码（如图甲所示）为了使杠杆仍在水平位置平衡，他可以在B点处挂     个钩码或用弹簧测力计拉杠杆；若在B点采用弹簧测力计拉的方法，则弹簧测力计拉力的方向最好为           ，其目的是              ；且在使用前弹簧测力计须在      （正立\倒立）方向上校零。

（3）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：                  。

我班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．（每空1分，共6分）

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

 
（1）若杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆平衡吗？_________（选填“平衡”或“不平衡”）
（2）为尽量减小杠杆自身的__________对实验结果的影响，应使杠杆在水平位置平衡，如图甲中，应将右端的平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节；将杠杆调在水平位置平衡还可以方便的测量__________．
（3）实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为________N．
（4）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，为解决本实验方案的这一不足，小刚同学用弹簧测力计替换了一组钩码，并使测力计的拉力方向 _________________，使杠杆平衡，再做几组实验，即可得到验证。

探究杠杆的平衡条件

$[$ 猜想与假设】

猜想一：动力 $\times$ 动力臂 $=$ 阻力 $\times$ 阻力臂

猜想二：动力 $\times$ 支点到动力作用点的距离 $=$ 阻力 $\times$ 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     $F_1/N$	$\mathit{OB}$ 间距离     $/\mathit{cm}$	阻力     $F_2/N$	$\mathit{OA}$ 间距离     $/\mathit{cm}$
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。

如图示，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F2/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15所示。由图可知金属杆重           N。

如图所示，O是杠杆的支点，画出力F的力臂，并用字母L表示。

同学们利用实验共同验证“杠杆的平衡条件”。实验中使用的杠杆刻线均匀，每个钩码的质量都相等。
⑴杠杆初始状态如图甲所示，为使杠杆处于水平平衡状态，此时应将杠杆右端的平衡螺母向右调节，也可以将杠杆左端的平衡螺母向调节。
⑵杠杆调节完毕后，莉莉在杠杆支点两侧挂的钩码如图18乙所示，如果此时莉莉不再支撑杠杆，杠杆不能静止在水平位置。同学们给出了自己的判断和建议：
①小红说，把右侧的钩码减掉一个，杠杆就平衡了。
②小林说，把左侧的钩码向左移动一格，杠杆就平衡了。
③小健说，在左侧的钩码下增加一个钩码，杠杆就平衡了。
④小东说，在右侧的钩码下增加一个钩码，并向左移动一格，杠杆也可以平衡。
你认为都有谁说对了（填序号）。

在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
(1) 实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端下倾，应将平衡螺母向__________(填“左”或“右”)边旋一些，使杠杆在水平位置平衡。
(2) 实验时，在A处挂3个重为0.5N的钩码，若在B处用一弹簧测力计竖直拉，使杠杆在水平位置平衡，拉力方向应竖直____________，大小为_________N。若弹簧测力计由竖直拉变为斜拉，则弹簧测力计的读数将___________(选填“变大”“变小”或“不变”)

用细线拴住一端粗、一端细的实心胡萝卜并悬挂起来，静止后胡萝卜的轴线水平，如图所示；在拴线处沿竖直方向将胡萝卜切成A、B两段．A、B哪段重些呢？甲、乙、丙三个同学提出各自的猜想：

甲： A较重；
乙： B较重；
丙： A、B一样重．
（1）根据物理知识可以判断_______同学的猜想是正确的（填“甲”、“乙”或“丙”）
（2）判断的依据是根据下图的______图。理由是： 根据杠杆平衡原理____________。

小明和小红用图甲所示的杠杆探究杠杆的平衡条件：

（1）实验前，应使甲图中的杠杆在______位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向____调，或将右端的平衡螺母向____调；调平衡后，小明在乙图所示位置处挂上3个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右端的_____点挂上2个钩码.
（2）如乙图，用弹簧测力计依次在M和N位置用力使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的示数将会变________，这是因为______________________________________.
（3）小明用调节好的杠杆进行了一次实验，所得数据如下表：

动力/N	阻力/N	动力 臂/cm	阻力臂/cm
4	2	3	6

于是他得出了杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，
请你对此作出评价：__________________
__________________________________________________________.

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 $10N/\mathit{kg})$

平衡的条件实验时，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在        位置平衡，这样做是为了便于测量          ；如发现杠杆左端偏高，则可将右端的平衡螺母向           调节，或将左端的平衡螺母向         调节。小红根据如左图所示的实验现象得出的杠杆平衡条件是：“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”。为了说明这一结论并不正确，请你在右图所示的杠杠上B点处画出需要对杠杠施加的力的示意图。

在探究杠杆平衡条件的实验中：

（1）小丽把杠杆支在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在         位置平衡。
（2）如图甲，在杠杆的B处挂2个相同的钩码，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则在杠杆的A处应该挂          个同样的钩码。
（3）如图乙，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，则测力计的拉力F             （选填“变大”、“变小”、“不变”），原因是                   。