初中物理探究杠杆的平衡条件实验试题

如图是用木棒撬石块的示意图，请在图中用小黑点标出支点，用符号O表示，并画  出动力F的力臂．

如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，在支点左侧30cm刻度处挂2个钩码，每个钩码重0.5N。现被用弹簧测力计沿竖直向上的力拉杠杆，使其在水平位置平衡，则拉力的作用点应在杠杆支点的  （选填“右侧”或“左侧”），若该点距离杠杆支点10cm，此时弹簧测力计示数为  N。

按照题目的要求作图：
（1）如图甲所示杠杆OBA处于平衡状态，请分别画出F₁的力臂L₁和F₂的力臂L₂。

（2）如图乙所示，用一根硬棒撬起一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若用最小的力撬动石块，请标出此时杠杆的支点O并画出最小动力F及动力臂L。

（3）要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，试在图丙中画出最省力的绕绳方法。

如图是一个弹簧门的示意图，相当于一个杠杆，弹簧的作用是当人进门后，它的拉力自动将门关闭，在开门时它起到阻力的作用。已知将门推到如图所示的位置时，推力F与门面垂直，它的力臂是0.8m，弹簧产生的阻力是120N，力臂是0.2m,求：

（1）弹簧拉力在门关闭的过程中，弹簧的     能转化为门的动能。
（2）将门推到如图所示的位置时，推力F的大小？（摩擦及其它阻力可不计）
（3）若此时人的手掌与门的接触面积为0.01m2,推力对门产生的压强是多少？

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______________________________________。

如图所示，轻质杠杆ABO能绕O点自由转动，若在杠杆末端A点施加一个力提起重物G，使杠杆在水平位置平衡，则此杠杆     （选填“一定”或“不一定”）是省力杠杆；若在A点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡，此力的方向是                 。

如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机．如果A处螺钉松脱，则支架会绕    点倾翻．已知AB长40cm，AC长30cm．室外机的重力为300N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为 N（支架重力不计）．为了安全，室外机的位置应尽量 （选填“靠近”或“远离”）墙壁．

图中所示的现象中由于杠杆的平衡被破坏而影响了人们需要的工作效果的是（ ）
               

A．骆驼运载物品

B．驴拉货物

C．月球车降落在月球表面

D．举重

如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动．在图上画出动力臂L₁和阻力臂L₂．

（1）请在图上画出入射光经两个平面镜反射的反射光路。

（2） 在虚线框内完成通电螺线管的电路，要既能改变其磁性强弱，又符合图中标定的N极。

（3）如图丙所示，用螺丝刀撬图钉，O为支点，请画出动力F₁的力臂l₁和阻力F₂的示意图。

下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆）

实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验，记录多组数据。得出： $F_1\times s_1=F_2\times s_2$ （注 $:s_1$ 和 $s_2$ 分别表示支点 $O$ 到 $F_1$ 和 $F_2$ 的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，也得到了同样的结论。

该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？

实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即： 　　。

实验次数	$F_1/N$	$s_1/\mathit{cm}$	$F_2/N$	$s_2/\mathit{cm}$	$l_2/\mathit{cm}$
1	1.0	10.0	0.5	21.3	20.1
2	1.5	20.0	1.0	31.7	29.8
3	2.0	30.0	2.5	25.5	24.0

$s$ 和 $l$ （支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到 $F_1$ 的作用点的距离 $\left(s_1\right)$ 与支点到 $F_1$ 的作用线的距离 $\left(l_1\right)$ 是相等的。研究小组的同学又进行了实验。

实验 $3:$

①移动钩码，使杠杆 　　，并使杠杆处于平衡状态。

②记录 $F_1$ 、 $s_1$ 、 $l_1$ 和 $F_2$ 、 $s_2$ 、 $l_2$ 。

③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组 $F_1$ 、 $s_1$ 、 $l_1$ 和 $F_2$ 、 $s_2$ 、 $l_2$ 。

④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。

最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是： $F_1\times l_1=F_2\times l_2$ 。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。

请回答：

（1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是 　　。

（2）将实验3中的①填写完整。

（3）"支点到力的作用线的距离"在科学上被称为 　　。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。

（4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是 　　。

某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，进行了如下实验步骤：
a．把杠杆的中点支在支架上，这时发现杠杆左端高、右端低，则应该把杠杆的平衡螺母向      （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在      位置平衡；
b．把钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的个数和位置，使杠杆恢复平衡，记下两边的钩码的重，读出两边的力臂，获得一组实验数据；
c．改变力和力臂数值，再做两次实验；
d．算出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂的数值，分析数据得出结论．
（1）请将步骤a补充完整；
（2）进行步骤a的主要目的是为了直接从杠杆上读出      的大小；
（3）步骤d得出的实验结论应该是      ；
（4）图甲的杠杆已调至水平平衡，在A点挂了两个相同钩码，则应在B点挂      个相同的钩码，才能使杠杆保持水平平衡；

（5）上述实验步骤c的目的是为了      ；（只填代码）

A．减小摩擦对实验的影响	B．使每组数据更准确
C．多次测量取平均值，减小误差	D．获取多组数据，寻找普遍规律

（6）图乙所示，把弹簧测力计挂钩固定在C点，要使杠杆水平平衡，弹簧测力计向右上方拉（拉环固定在支架上）比竖直向上拉示数要      （选填“大”或“小”）．

小刚家厨房里有一把多功能剪刀，右图中标注了该剪刀的相关用途，对于它的使用，以下分析正确的是

A．做启瓶器使用时：它是一个费力杠杆

B．做剪刀使用时：物体越靠近O点越省力

C．做削皮刀使用时：刀刃很锋利，是为了增大压力把果皮削掉

D．做挤压钳使用时：挤压齿尖锐，是为了减小压强把果壳挤开

（1）如图1所示，一放在斜面上的盛水容器内，漂浮着一只小球，请作出小球所受浮力的示意图．
（2）画出图2中杠杆的动力F的力臂L．

如图是用螺丝刀撬图钉的示意图，在图中画出动力F₁的力臂L₁和阻力F₂示意图。