初中物理探究杠杆的平衡条件实验实验题

小明利用杠杆做了以下实验，实验时使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等，请回答下列问题：

（1）如图甲所示，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆的左端下沉，若想使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向　     　调节。杠杆在水平位置平衡后，在 $A$点悬挂2个钩码，要使杠杆在水平位置再次平衡，需在 $B$点悬挂　　     个钩码；之后在 $A$、 $B$两点再各增加1个钩码，杠杆将　      　（选填“不动”、“顺时针旋转”或“逆时针旋转”）。

（2）如图乙所示，小明在 $A$、 $C$两点分别悬挂等重的载物盘，制作了一个天平，左盘盛放物体，右盘加减砝码，此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的？　       　。

（3）小明正确使用自制天平称量物体质量时：

①假如支点 $O$因某种原因向右偏移，则测量值　       　真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）；

②假如砝码因生锈等原因质量增大，则测量值　      　真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。

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　            　。

探究杠杆的平衡条件。

（1）实验前		杠杆静止在如图所示的位置，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　    　调节。
（2）实验时		①用如图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡（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。这主要是因为该种方式　       　。 $A$．一个人无法独立操作 $B$．需要使用太多的钩码 $C$．无法测量力臂 $D$．力和力臂数目过多 ②在图中，不改变支点 $O$左侧所挂的三个钩码及其位置，保持右侧第　       　格的钩码不动，将右侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆也可平衡，继续实验。
	实验数据： 次数 左侧 右侧 动力 $F_1/N$ 动力臂 $l_1/\mathit{cm}$ 阻力 $F_2/N$ 阻力臂 $l_2/\mathit{cm}$ 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20
（3）结论	杠杆的平衡条件是：　                              　。
（4）交流评估	①实验进行三次的目的是　      　（只有一个选项正确，填写对应字母）。 $a$．取平均值减小误差 $b$．归纳出物理规律 $c$．使每组数据更准确 ②某同学在第3次实验的基础上，将左右两侧的钩码同时向支点 $O$移动 $5\mathit{cm}$，则杠杆　      　。（选填“保持平衡”“左侧下沉”或“右侧下沉”）

如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。

（1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向　　调节，使杠杆在水平位置平衡。

（2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的　　端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将　　即可。

（3）小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示。你认为　　的实验方案更好，请说明你的理由　　。

（4）实验中小王发现：如果在杠杆的 $O$点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由　　。

实验探究：探究杠杆的平衡条件

数据	如图甲，利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂，测得数据如下表： 次数 动力 $F_1/N$ 动力臂 $L_1/\mathit{cm}$ 阻力 $F_2/N$ 阻力臂 $L_2/\mathit{cm}$ 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20
结论 作图	①杠杆的平衡条件是　　。 ②实验进行3次的目的是　　（只有1个选项正确，填写对应字母）。 $a$．取平均值减小误差 $b$．使每组数据更准确 $c$．归纳出物理规律 ③如图乙，若用弹簧测力计的拉力作动力，进行实验，请画出其动力臂。

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“探究杠杆平衡条件”实验时，实验中所用钩码的质量均为 $50g$。

（1）实验前，应先调节杠杆在水平位置平衡。若向右调节杠杆两端的　　时，可使杠杆在水平位置平衡，则调节前，杠杆　　（选填“左”或“右” $)$端偏低；

（2）如图甲，当在杠杆左侧第2格处挂6个钩码，在右侧第3格处挂　　个钩码（图中右侧钩码未画出）的时候，杠杆在水平位置平衡。此时，若将杠杆左右两侧所挂的钩码各向远离支点 $O$的方向移动1个格，则杠杆　　（选填“左”或“右” $)$端将下降；

（3）如图乙，当在杠杆左侧第2格处挂4个钩码，在杠杆的右侧用竖直向下的拉力 $F$作用时，杠杆在水平位置平衡。若使杠杆继续在水平位置保持平衡，将拉力方向旋转到图中虚线位置时，拉力 $F$的力臂将　　，拉力 $F$的大小将　　（两空都选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

小张在探究“杠杆平衡条件”实验中，给他提供的实验器材有：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，如图所示，此时应把杠杆左端的平衡螺母向　　（选填“左”成“右” $)$调节；

（2）小张将实验数据记录在表中：

次数	动力 $/N$	动力臂 $/\mathit{cm}$	阻力 $/N$	阻力臂 $/\mathit{cm}$
1	1	10	2	5
2	1.5	5	0.5	15
3	2	15	1.5	▲

表格中空缺的实验数据“▲”是　　。

（3）小张在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了　　（只有一个正确答案，选填答案序号）。

①减小摩擦 ②多次测量取平均值减小误差

③使每组数据更准确 ④获取多组实验数据归纳出物理规律。

小华在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图，杠杆上相邻刻线间的距离相等。

（1）杠杆在如图甲的位置静止时　　（选填“是”或“不是” $)$处于杠杆平衡状态的。

（2）为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　　（选填“左”或“右” $)$端调节。

（3）如图乙，杠杆在水平位置平衡后，在 $A$点挂两个钩码，每个钩码重 $0.5N$，在 $B$点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为　　 $N$．当弹簧测力计改为斜拉时，再次使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将　　。（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$

（4）小华改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是　　。

在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）实验前，杠杆静止时，发现杠杆左端低、右端高，此时杠杆处于　　（填“平衡”或“非平衡” $)$状态，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向　　（填“左”或“右” $)$调节。

（2）调节杠杆在水平位置平衡后，进行如图所示的实验，用量程为 $5N$的弹簧测力计在 $A$点竖直向上拉（如图中 $M$所示），杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为 $2.5N$；若弹簧测力计斜向上拉（如图中 $N$所示），杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为　　（填“大于”或“小于” $)2.5N$，此时拉力的方向与竖直方向的最大夹角为　　（填“ $30°$”、“ $45°$”或“ $60°$” $)$。

（3）杠杆上每个平衡螺母的质量为 $m$，杠杆的总质量（含两个平衡螺母）为 $50m$。实验前，调节杠杆在水平平衡的过程中，若只将右端的平衡螺母移动了距离 $L$，则调节前后杠杆（含两个平衡螺母）的重心在杆上移动的距离为　　（填“ $\frac{L}{50}$” $\frac{L}{49}$ ““或“ $\frac{L}{48}$” $)$

探究杠杆的平衡条件：

如图所示，是小鹰和小华同学用于探究杠杆平衡条件的实验装置。

（1）实验前，小鹰和小华同学发现实验装置如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，他们应将左端的螺母向左调或将右端的螺母向

　　调。

（2）实验中，两位同学在杠杆的左右两侧加挂钩码，如图乙所示，如果两人决定只改变左侧钩码的位置，则向　　移动，才能使杠杆在水平位置重新平衡，改变钩码的个数及位置，并进行多次实验。

（3）实验后，两位同学将所得的数据分析处理，最终得到杠杆的平衡条件为　　。

小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的器材有：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，调节平衡螺母，使杠杆水平平衡；实验中，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于在杠杆上直接测量　　。

（2）实验过程中，将钩码悬挂于图中 $A$点，保持阻力、阻力臂不变，在支点 $O$右侧不同位置，用弹簧测力计施加竖直向下的拉力（动力），使杠杆水平平衡，测出每一组动力臂 $L_1$和对应的动力 $F_1$，并记录在表中。请根据表中数据，在坐标系中绘制出 $L_1$与 $F_1$的图象，根据图象中实验数据可知，当 $L_1$为 $0.6m$时， $F_1$为　　 $N$。

次数	动力 $F_1/N$	动力臂 $L_1/m$
1	0.75	0.40
2	1.0	0.30
3	1.5	0.20
4	2.00	0.15
5	3.0	0.10

（3）实验中小明发现，保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时，弹簧测力计的拉力会变大，原因是　　。

在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置：

（1）实验前，小明同学发现实验装置处于如图甲所示的状态，使用时，首先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，这样做的好处是　　；

动力 $F_1/N$	动力臂 $l_1/\mathit{cm}$	阻力 $F_2/N$	阻力臂 $l_2/\mathit{cm}$
2	5	5	2
3	6	6	3
4	2	2	4
3	4	2	6
3	6	9	2
4	4	2	8

（2）一实验小组在正确操作过程中，得出的实验数据如上表。小明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；小华同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是：动力 $\times$动力臂 $=$阻力 $\times$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　　；

（3）把图乙中 $A$点的钩码取下，在 $A$点用弹簧测力计施加一个竖直向下的拉力 $F$时，杠杆仍能在水平位置平衡，如图丙所示。当拉力 $F$向左倾斜时，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力 $F$将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$；

（4）小红同学采用了图丁所示的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与其他同学得出的正确的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是　　。

小梅在物理老师的指导下，利用一个重物、细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。

（1）实验前，为便于力臂的测量，她应通过调节杠杆两端的　　使杠杆在　　位置平衡。

（2）实验时，小梅决定先保持阻力 $F_2$和阻力臂 $l_2$不变，探究“杠杆平衡时，动力臂和动力之间的关系”。

于是，她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处；然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示，将动力 $F_1$和动力臂 $l_1$记录下来。

接下来，她要改变　　并移动其悬挂的位置，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来。

（3）小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。

表一 保持阻力 $F_2$和阻力臂 $l_2$不变，探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系

实验序号	动力 $F_1/N$	动力臂 $l_1/m$
1	0.5	0.20
2	1.0	0.10
3	1.5	0.07
4	2.0	0.05
5	2.5	0.04

分析表1中的数据，小梅得出的结论是：保持阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力臂 $l_1$跟动力 $F_1$成　　关系。

（4）在前面实验的基础上，小梅进一步猜想：在更普遍的情况下，杠杆平衡时可能满足“动力 $F_1\times$动力臂 $l_1=$阻力臂 $F_2\times$阻力臂 $l_2$”

为了验证小梅的这个猜想，小丽通过实验得到的实验数据如表2所示

表2 探究杠杆平衡时，动力 $F_1$、动力臂 $l_1$和阻力 $F_2$、阻力臂 $l_2$之间的关系

实验次数	动力 $F_1/N$	动力臂 $l_1/m$	阻力 $F_2/N$	阻力臂 $l_2/m$
1	1.0	0.10	1.0	0.10
2	1.5	0.08	1.5	0.08
3	2.0	0.07	2.0	0.07

小梅认为，表2中小丽的实验数据缺乏普遍性，用来验证她的猜想不够充分，于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。

小梅的建议是：小丽还要在　　的情况下进行实验和收集数据。

在探究“杠杆的平衡条件”实验中：

（1）实验前调节杠杆在水平位置平衡，目的是　                                　。

（2）通过多次实验得出如下数据：

次数	$F_1/N$	$l_1/\mathit{cm}$	$F_2/N$	$l_2/\mathit{cm}$
1	2	2	1	4
2	2	4	1	8
3	2	6	1	12
4	1	16	2	8
5	2	10	1	20
6	3	8	2	12

分析1、2、3次实验数据，可以发现实验中存在的问题是：没有改变　       　的大小。

（3）分析4、5、6次实验数据，得出杠杆的平衡条件是　         　（用字母表示）。

（4）如图所示是某次实验中的情形，把图中杠杆两侧的钩码各取下一个，为使杠杆再次在水平位置平衡，应将左侧钩码向　          　移动一个格，同时右侧钩码向　     　移动一个格。（均填“左”或“右”）