初中物理探究杠杆的平衡条件实验试题

如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中（  ）

A．动力臂逐渐变大	B．阻力臂逐渐变大
C．动力F保持不变	D．动力F逐渐减小

一根粗细均匀，长度为1m的木棒AB，将其浸没在水中，并使其可绕B端的水平轴自由转动．为使A端不上浮且维持木棒AB始终水平静止．在A端对其施加一个（方向待求的）力F_A=25N，已知木棒重G=100N，木棒的密度和水的密度关系为：ρ_木=0.8ρ_水，ρ_水=1×10³kg/m³．

求：（1）木棒所受浮力的大小；
（2）力F_A的力臂大小；
（3）力F_A的可能方向（推导后将相关角度标在图中）

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。

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。

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．
（2）如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码      个．
（3）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，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      ．
（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丙所示装置进行探究，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水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．其原因是：      ．

在图中画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图及其力臂．

图中，杠杆OBA在图示位置静止，请画出作用在A点的力F的力臂l。

杠杆处于    或匀速转动状态叫杠杆平衡．杠杆平衡条件的公式为        ．在图中已测得AO=90cm，OB=30cm，G=30N，则在A端至少要加一个F=        N的外力，就能保持杠杆在图示位置平衡．

下面是小王利用刻度均匀的均质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验．（每个钩码重0.5N）

（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      （选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡．
（2）如图所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂      个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡．
（3）把B点处的钩码取下，在B点处施加一个竖直向下的拉力F=      N时，杠杆仍在水平位置平衡．当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平衡，拉力F的大小将      （选填“变大”、“变小”或“不变”）．

图所示的简单机械中，在使用中费力杠杆的是

如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重物，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，保持F的方向不变，始终与杠杆垂直，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将（   ）

A．变大

B．变小

C．不变

D．先变大再变小

如图所示，在A点施加一个最小力慢慢将石头撬起，请画出这个力及其力臂．

（1）探究平面镜成像特点的实验装置．用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于            ；实验过程中，如果在平面上无论怎样移动蜡烛B，都无法与A的像重合，原因可能是;

（2）在探究“杠杆平衡条件”实验中①实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，目的是             。
②杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上     个钩码，使杠杆在水平位置平衡。
③她改用弹簧测力计在乙图中的C位置斜下拉，若每个钩码重2N，当杠杆在水平位置平衡时，测力计示数将     （填“大于”“等于”或“小于”）2N．

在图中，画出作用在“开瓶起子”上动力F₁的力臂和阻力F₂的示意图．

如图所示，小华用苹果和桔子来玩跷跷板．她将苹果、桔子分别吊在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来．使杆逆时针转动的力是（ ）

A．苹果的重力	B．桔子的重力
C．吊桔子的绳对杆的拉力	D．吊苹果的绳对杆的拉力