初中物理探究杠杆的平衡条件实验实验题

小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验：
（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停在如图甲所示的位置．小明将左端的平衡螺母向右调，小红认为也可以将右端的平衡螺母向＿＿＿＿＿＿调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡．

（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，并测出力臂．多次实验并把数据记录在表格中．

次数	F1／N	l1／cm	F2／N	l2／cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	2	15	3	10

实验时杠杆在水平位置平衡的目的是：＿＿＿＿＿＿＿；多次实验的目的是：＿＿＿＿＿＿＿．
（3）小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是：＿＿＿＿＿＿＿．
（4）小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会＿＿＿＿＿＿＿（选填“右侧下降”或“左侧下降”）．
（5）若小明只将图乙中的杠杆左侧的两个钩码取下，要使杠杆重新在水平位置平衡，应将右侧钩码＿＿＿＿＿＿＿（说出钩码移动的方向及格数）．

在“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆停在如图甲所示的位置．

（1）为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向      （填“左”或“右”）移动．
（2）调节好的杠杆，如图乙，用弹簧测力向上拉动杠杆使其水平平衡，若每个钩码重为2N，则弹簧测力计的读数为      N．
（3）如图丙，当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时，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      ．
（4）实验中测得的数据如表所示

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	1	15

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．没有改变平衡螺母的位置从而让杠杆在水平位置重新平衡．

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。

(5分)“探究杠杆平衡条件”的实验中，先把杠杆的中点支在支架上，杠杆停在如图（a）所示的位置。现要调节杠杆在_________位置平衡，可以调节右端的螺母，使它向________（选填“左”或“右”）移动。若在杠杆上挂1N的重物如图（b）所示，则弹簧秤的示数_____2N（选填“＞”、“＜”或“＝”）；若将所挂的重物向右移，保持测力计拉力的方向不变，则弹簧秤的示数会_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）.如图（c）、（d）所示（设弹簧秤对杠杆的力为动力、钩码对杠杆的力为阻力，钩码均相同且位置保持不变），杠杆均处于平衡状态，分析两图中动力与力臂大小间的关系可知：在杠杆平衡时，当阻力与阻力臂不变，________________________________.

在深圳科技活动月中，某校开展了实验操作小能手竞赛活动。

（1）"探究杠杆的平衡条件"实验

①如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆右的平衡螺母向 　 　（选填"左"或"右"）调节；

②如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，其示数将 　 　（选填"变大"、"变小"或"不变"）

③在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是 　 　（填序号）

A．	使测量数据更准确
B．	多次测量取平均值减小误差
C．	避免偶然性，使实验结论具有普遍性

（2）"测量橙汁的密度"实验

①为了测量结果更准确，下列实验步骤的合理顺序是 　 　（用字母表示）

A．	计算橙汁的密度
B．	用天平测出空烧杯的质量
C．	烧杯中盛适量的橙汁，用天平测出橙汁和烧杯的总质量
D．	调节天平平衡
E．	将烧杯中的橙汁全部倒入量筒中，读出橙汁的体积

②测量橙汁和烧杯总质量时，砝码和游码的位置如图甲所示，则总质量为 　 　g。

③不用量筒，只需添加一个完全相同的烧杯和适量的水，也可以完成该实验。

实验步骤如下：

a．用已调好的天平测出空烧杯的质量，记为m ₀；

b．向一个烧杯倒入适量橙汁，用天平测出橙汁和烧杯的总质量，记为m ₁；

c．向另一个烧杯中倒入与橙汁等深度的水（如图乙），用天平测出水和烧杯的总质量，记为m ₂；

d．橙汁的密度ρ _橙汁＝ 　　（水的密度用ρ _水表示）

小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卡，它们都想多分点。小猴提出分配方案：将胡萝卜放在三角形石块的尖端，调节胡萝卜位置，使胡萝卜静止时保持水平，然后沿支点处竖直切开，各拿一份，如图甲所示。小白兔说：“我要长的那一头！”，小猴却暗自高兴。
（1）从质量角度来看，小猴有没有吃亏？答：                           
（2）从图乙可看出，造成上述现象的原因是：A端重力的力臂    （选填“大于”、“小于”或“等于”）B端重力的力臂根据杠杆平衡的条件可得出：A端的质量         （选填“大于”、“小于”或“等于”）B端的质量。

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”）．

在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆尺、支架、细线、质量相同的钩码若干．
（1）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向　 　调．
（2）某同学进行正确的实验操作后，能不能根据图（甲）这一组数据得出探究结论？　  　（填“能”或“不能”）．理由是　                              　．
（3）如图（甲）所示，杠杆在水平位置平衡．如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆　 　（填“左”或“右”）端将下沉．
（4）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，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将　  　（选填：“变大”、“变小”或“不变”），其原因是：　  　．

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。

在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图（甲）所示．为使杠杆在位置平衡，应将杠杆左端螺母向      边旋一些（选填“左”或“右”）．
（2）调好后，第一组按图（乙）进行实验，第二组按图（丙）进行实验．你认为第      组实验更好，理由是      ．
（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丁所示装置进行探究，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：      ．
（4）在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了     

A．减小摩擦

B．使每组数据更准确

C．多次测量取平均值减小误差

D．获取多组实验数据归纳出物理规律．

小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究"杠杆的平衡条件"实验。

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向 　 　（填"左"或"右"）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。

（2）得出杠杆的平衡条件"动力×动力臂＝阻力×阻力臂"后，小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F ₁和动力臂L ₁的数据，并绘制了F ₁与L ₁的关系图象，如图所示，请根据图象推算，当L ₁为0.1m时，F ₁为 　 　N。

小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上，联想到物理课上学到的知识，提出了以下两个问题：
①斜面越缓越省力，是不是机械效率高呢？
②对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？
为了解决以上问题，小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表：

实验次数	斜面倾角	物重G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长s/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械效率η（%）
①	45°	1	0.7	0.9	1		0.9	77.8
②	30°	1	0.5	0.7	1	0.5	0.7	71.4
③	30°	2	0.5	1.4	1	1	1.4

（1）表格中缺少2个数据，请补充完整（保留一位小数）．
（2）在实验操作过程中，应沿斜面向上       拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向       移动（选填“左”或“右”）．
（3）通过对比实验①②的数据，得出的结论是斜面越缓越省力，机械效率越      。
（4）通过对比实验         的数据（选填实验次数），得出的结论是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力         。

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衡．
（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      ．

在“研究杠杆平衡条件”的实验中
（1） 实验前，应先调节平衡螺母，使杠杆在         位置平衡，这样做是为了                     ；如发现杠杆左端偏低，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.

（2） 实验时，增减钩码数量并移动挂钩的位置，使杠杆仍在         位置平衡，这样做是为了                            ；
（3） 某同学记录了三次实验数据如表：这三次实验数据中有一次是错误的，错误的实验次数是       ，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是                    。实验做三次，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是_                 __。

实验次数	动力F1/N	动力臂L1/m	阻力F2/N	阻力臂L2/m
1	2.0	0.04	4.0	0.02
2	1.0	0.02	0.5	0.01
3	2.5	0.03	1.5	0.05

 

小张同学在做实验时发现使用斜面能省力但费距离。于是他猜想利用斜面做功和不用斜面直接对物体做功可能相等。为了验证猜想，他用木块作为研究物体，在相同材质、不同倾角的斜面上进行实验，其实验过程如图所示。先用测力计测出木块的重力G，并竖直向上使木块匀速上升一段高度h；再将木块放在斜面底端，沿斜面用测力计将木块匀速拉到相同高度h。读出每次实验的拉力F的大小，量出木块上升的高度h和斜面的长度L，并把实验数据分别记录在表一、表二、表三中。

表一（斜面A）

实验 序号	重力G （牛）	拉力F （牛）	木块上升 距离h (米)	斜面的长度L(米)	直接提起木块 做功WG（焦）	拉力通过斜面 做功WF（焦）
1	2.5	1.5	0.3	1.2	0.75	1.8
2	5	3	0.2	0.8	1.0	2.4
3	7.5	4.5	0.2	0.8	1.5	3.6

表二（斜面B）

实验 序号	重力G （牛）	拉力F （牛）	木块上升 距离h (米)	斜面的长度L(米)	直接提起木块 做功WG（焦）	拉力通过斜面 做功WF（焦）
4	2.5	2	0.3	0.6	0.75	1.2
5	5	4	0.2	0.4	1.0	1.6
6	7.5	6	0.2	0.4	1.5	2.4

表三（斜面C）

实验 序号	重力G （牛）	拉力F （牛）	木块上升 距离h (米)	斜面的长度L(米)	直接提起木块 做功WG（焦）	拉力通过斜面 做功WF（焦）
7	2.5	2.25	0.3	0.42	0.75	0.95
8	5	4.5	0.2	0.28	1.0	1.26
9	7.5	6.75	0.2	0.28	1.5	1.89

（1）实验结果表明：利用斜面对物体做功      不用斜面直接对物体做功（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2） 请进一步综合分析表一、表二、表三中的最后两列相关数据并归纳得出结论：
(a) 分析表一或表二或表三中W_G和W_F的数据及相关条件，可得出的初步结论是：
                                                              。
(b) 分析表一和表二和表三中W_G和W_F的数据及相关条件，可得出的初步结论是：
                                                            。
（3）小张同学为寻找更普遍性的实验结论，应该选择        继续进行实验。