中考物理实验专题复习《实验探究杠杆的平衡条件》解析版Word下载.docx

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1.5

③

3

5

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。

3.某班同学利用杠杆做了以下的实验：

A：

“探究杠杆的平衡条件”

（1）当杠杆静止在图甲所示的位置时，杠杆处于______（选填“平衡”或“不平衡”）状态；

如图甲中，应将右端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了______；

（2）小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态，测出此时的拉力大小为F1，发现F1L1≠F2L2，其原因是：

______。

B：

“探究杠杆的机械效率”

如图丙所示装置，每个钩码的质量为m，O为支点。

（支点处摩擦忽略不计）

（1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η=______。

（用物理量的符号表示）

（2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则弹簧测力计的示数将______（选填“大于”、“等于”或“小于”下同）F1，此次弹簧测力计做的功将______第一次做的功。

4.利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。

（1）实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是______，若出现图（甲）所示情况，应将杠杆的螺母向______（选填“左”或“右”）调。

（2）如图（乙）所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。

根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是______。

经老师提醒后，小明继续进行实验，如图（乙），若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆______（选填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。

（3）如图（丙）所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将______。

5.

用如图所示的器材探究杠杆的平衡条件。

（1）实验前调节杠杆上的______，使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止，这是为了______。

（2）在已经平衡的杠杆的左侧钩码下加挂钩码，为了使杠杆尽快平衡，下列做法正确且合理的是______。

A．只把右侧钩码向右移 

B．只把左侧钩码向左移

C．把左右两侧钩码同时向左移动 

D．把左右两侧钩码同时向右移动

（3）杠杆在两个力的作用下平衡时，F1L1=F2L2，此时动力作用的效果与阻力作用的效果互相抵消。

据此，如果杠杆受到动力F1、F2和阻力F3三个力的作用，杠杆的平衡条件是什么呢？

请你提出猜想：

______（用公式表达）。

6.在“探究杠杆的平衡条件”实验中：

（1）图甲中，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向______侧调节。

（2）图乙中，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在A处下方再挂一个钩码，则B处所挂钩码须向右移动______格，可使杠杆在水平位置再次平衡。

（3）杠杆处于图甲所示位置时，小李同学就在杠杆上挂钩码进行实验，小明认为这样操作会对实验产生以下影响：

①杠杆自身重力可能会对实验产生影响

②可能不便于测量力臂或出现力臂测量错误

③无法得出杠杆平衡条件

你认为正确的是______。

A．①②B．①③C．②③

7.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀。

（1）平衡时，应该让杠杆静止在______位置。

（2）小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图1所示，他们记录的数据为：

动力F1=1.5N，动力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，则阻力臂L2=______m

（3）下列四个因素中，不会带来实验误差的是______

A．铁架台自身的重力足够大

B．单个钩码的重力不完全相等

C．悬挂钩码的绳套重力偏大

D．杠杆与转轴之间的摩擦偏大

（4）小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结果会怎样？

通过实验，他们得到了如图2所示的结果。

根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为：

F1L1=______。

（F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示）

8.在“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在图甲所示的位置。

（1）杠杆的位置如图甲所示，此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向______（选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是______。

（2）某同学做了图乙一次实验后就得出了“动力×

动力臂=阻力×

阻力臂”的结论，小明同学认为他的做法不合理，理由是______。

（3）如果乙图左右两侧各加挂一个钩码，杠杆的______端会下降。

（4）利用如图丙所示装置进行实验，每个钩码重0.5N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为______N．如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数将______（选填：

“变大”“不变”或“变小”）。

9.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F1=1.5N，动力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，则阻力臂L2=______m。

（3）甲同学测出了一组数据后就得出了“动力×

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×

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5cm，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×

动力臂______（选填“等于”或“不等于”）阻力×

阻力臂。

10.图1是“探究杠杆平衡条件”的实验装置。

（1）实验前，杠杆如图1所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向______（填“左”或“右”）调节。

（2）如图2所示，在P点悬挂一重物，用测力计在A点拉杠杆，使其在水平位置平衡。

为方便测量力臂，应按图2中______（选填“a”或“b”）所示操作。

（3）保持杠杆水平位置平衡，在A处的测力计由竖直方向慢慢地向左倾斜拉杠杆，测力计的示数逐渐______（选填“增大”或“减小”）。

可得出：

杠杆的平衡与力和______有关。

11.小强在探究“杠杆的平衡条件”时，经历了如下的实验步骤：

（1）实验前调节杠杆在水平位置平衡时，发现杠杆右端下沉。

则他应把杠杆右端的平衡螺母

向______（左/右）调节。

（2）实验时仍然使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是______。

（3）在杠杆的两边挂上钩码，并移动悬挂位置，使杠杆重新平衡；

改变动力或动力臂的大小，

并重新调节，再次使杠杆平衡。

如此多次测量，得到多组数据，如表：

试验次数

动力臂L1/cm

阻力臂L2/cm

4

分析上表，杠杆平衡条件可表示为______。

（4）小强用弹簧测力计做如图b的实验时，发现不再满足上表中得到的规律。

请你对此做出评析：

（5）如图c，小强用弹簧测力计取代一侧的钩码进行了进一步的探究活动，他这样做的目的是______。

A．便于提供不同方向的拉力

B．便于直接读出拉力的大小

C．便于正确认识力臂

D．便于测量力臂的大小

12.

在探究“杠杆平衡条件”的实验中：

（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低右高．为了使杠杆在水平位置平衡，可以将两端的平衡螺母向______调．

（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

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）根据以上数据可得出杠杆平衡的条件是：

______．小明根据第3次实验得出“动力+动力臂=阻力+阻力臂”，他犯到的错误是______．

（4）将图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）若只将图中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）．

13.小丽做“探究杠杆的平衡条件”的实验。

（1）实验前杠杆如图1所示，小丽应将平衡螺母向______移动，使杠杆在水平位置平衡。

（选填“左”或“右”）

（2）调节杠杆水平平衡后，小丽在杠杆的A点挂上2个钩码（每个钩码重1N，杠杆上相邻刻线距离相等），如图2所示。

若使杠杆恢复水平平衡状态，可以在____点挂上1个钩码；

或者使用最大测量值为1N的弹簧测力计在_____点沿着竖直向上的方向拉住杠杆。

14.在探究“杠杆平衡条件”实验中：

（每个钩码质量相等，杠杆上每小格等距）

（1）将杠杆的中点O挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是______。

（2）杠杆平衡后，小英同学在图1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）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，使杠杆在水平位置保持平衡。

当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图1乙），测力计示数将______。

（4）接着小英把支点选到B点，如图1丙，在A点挂一个钩码，在E点挂3个钩码，杠杆也恰好水平静止，她觉得此时不满足杠杆平衡条件，小英的问题在于______。

（5）完成以上实验后，小英利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率。

实验时，竖直向上拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。

实验中，将杠杆拉至图2中虚线位置测力计的示数F=______N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为______%（结果精确到0.1%）。

其他条件不变，如果把钩码由A移至B，O、C位置不变，此杠杆的机械效率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

15.小宁在“探究杠杆的平衡条件”的实验中进行了如下操作：

（1）小宁先将杠杆调节到水平位置平衡，这样做的目的是为了消除杠杆自重对实验的影响和______。

（2）如图甲所示，杠杆调节平衡后，小宁在杠杆的左端A处挂3个相同的钩码，在杠杆右端B处挂2个相同的钩码，杠杆在水平位置平衡。

于是小宁得出了杠杆的平衡条件，即F1L1=F2L2．他这样得出结论存在的不足是：

（3）在

（2）的基础上，如果小宁将A、B两处的钩码同时去掉1个，那么杠杆在水平位置能否保持平衡？

（4）如图乙所示，小宁去掉了A处挂的钩码、改在C处用弹簧测力计直向上拉，当杠杆在水平位置平衡时记下它的示数F；

若小宁将弹簧测力计逐渐倾斜，要使杠杆仍在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数与F相比______（填“变大”“变小”或“不变”）。

16.小明在做探究杠杆平衡条件的实验：

（1）实验前，杆杠静止但右端低左端高，此时杆杠处于______（平衡不平衡）状态，小明调节它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向______调节（左/右）。

（2）如图甲所示，杠杆调节好后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂______个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。

于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：

他这样得出的结论是否合理？

______，原因是______。

（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？

”于是小明利用如图乙示装置进行探究，发现测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。

其原因是：

答案和解析

1.【答案】

（1）右；

便于测量力臂；

（2）0；

（3）4；

（4）左；

F1L1=F2L2；

​（5）大于

【解析】【分析】

（1）杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；

杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；

（2）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态，这时杠杆的重心在支点上；

（3）设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，根据杠杆平衡条件求出钩码数量；

（4）杠杆是否平衡，取决于两边力和力臂的乘积是否相等，若F1L1=F2L2，杠杆平衡；

若F1L1

F2L2，杠杆就不平衡，会沿力和力臂乘积大的F的方向转动．杠杆平衡条件：

（5）已知阻力和阻力臂，又知动力臂，当弹簧测力计斜着拉时，其力臂小于杠杆长，根据杠杆平衡条件分析出答案．

本题考查了杠杆平衡的条件，杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，以便直接读出力臂．探究杠杆平衡的条件就是动力×

【解答】

（1）杠杆的左端低，说明这一侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节，以减小这一侧的力臂．因为重力的方向是竖直向下的，杠杆只有在水平位置平衡时，支点到力的作用线的距离才正好在杠杆上，也就是正好等于相应杠杆的长，这样测量起来会比较方便．

（2）因为杠杆的重心在支点上，所以力臂为零．

（3）设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，

所以2G×

2L=nG×

L，所以n=4（个）．

（4）如果再在A、B两处各加挂一个钩码，3G×

2L＞5G×

L，所以杠杆左端下沉．

由多次实验可以得出杠杆平衡条件：

F1L1=F2L2．

（5）当斜向下拉时，阻力和阻力臂一定，动力臂变小，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，动力变大，所以，测力计的示数将大于1N．

故答案为：

（5）大于。

2.【答案】左 

2.4 

大 

动力臂变小了 

B

【解析】解：

（1）杠杆停在如图甲所示的位置，左端上翘，要使杠杆在水平位置处于平衡状态，平衡螺母向上翘的左端移动；

（2）根据动力×

阻力臂，可得3×

2N×

2L=F×

5L，解得：

F=2.4N。

（3）弹簧测力计在M位置时，力臂是红色的线段；

弹簧测力计在N位置时，力臂是绿色的线段。

根据动力×

阻力臂，阻力和阻力臂都不变，动力臂变短，动力变大，故弹簧测力计示数变大。

（4）“动力×

支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向。

故选项A、C、D错误，选项B正确。

（1）左；

（2）2.4；

（3）大；

动力臂变小了；

（4）B。

（1）杠杆处于静止状态和匀速转动状态都称为杠杆平衡。

为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；

阻力臂，可求得弹簧测力计的读数；

（3）根据动力×

阻力臂，阻力和阻力臂不变，动力臂变短，动力变大；

（4）从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；

从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂。

对于杠杆的平衡，学生容易认为杠杆在平衡位置静止是平衡状态，在其它位置静止和匀速转动容易被忽视。

对于杠杆平衡的问题，正确运用杠杆平衡条件是关键。

3.【答案】A：

（1）平衡；

右；

便于测量力臂，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；

（2）把L1当成了F1的力臂；

（1）×

100%；

​

（2）大于；

小于。

（1）杠杆静止时，杠杆处于平衡状态；

使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，杠杆重心通过支点，可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；

（2）图中，拉力F1的方向与水平杠杆不垂直，只有力的方向与杠杆垂直时，力臂才能从杠杆上直接读出来，小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂，所以小明会得出错误的结论；

（1）有用功为W有=Gh2=2mgh2，总功W总=F1h1，则机械效率的表达式η=

×

100%=

100%。

（2）钩码的悬挂点在B点时，由杠杠的平衡条件得F1•OA=G•OB；

悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得F2•OA=G•OC；

从图中可以看出，由OB到OC力臂变大，所以弹簧测力计的示数变大，有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功。

（1）

（2）大于；

（1）①杠杆静止时或杠杆匀速转动时，杠杆处于平衡状态；

②使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响，使实验简单化，便于探究；

（2）由图可见，拉力F1的方向与杠杆不垂直，因此力臂不等于支点到力的作用点的距离的，只有拉力方向与杠杆垂直时，拉力的力臂才等于支点到动力作用点的距离；

（1）使用杠杆克服钩码的重力做功，有用功等于克服钩码重力做的功，总功等于弹簧测力计的拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值；

（2）从图中可以看出，将2只钩码悬挂在C点时，重力的力臂大于在B点重力的力臂，而动力臂不变，根据杠杆平衡的条件可知弹簧测力计的示数的变化情况，再分析有用功和额外功的变化，根据总功等于有用功和额外功之和得出弹簧测力计做功的变化情况。

本题考查了杠杆平衡的条件，在实验中我们应首先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，以便直接读出力臂；

用弹簧测力计时，应注意竖直方向拉动测力计；

杠杆平衡的条件就是动力×

4.【答案】便于直接读出力臂 

右 

一次实验具有偶然性 

右端下沉 

变大

（1）使杠杆在水平位置平衡这样做的目的是为了便于直接读出力臂；

杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应向右调节左端或右端的平衡螺母；

（2）只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；

若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧3G×

5L=15GL，右侧4G×

4L=16GL，因为16GL＞15GL杠杆不能平衡，右端下沉；

（3）保持B点不变，若拉力F从a到b倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大。

（1）便直接读出力臂；

（2）一次实验具有偶然性；

右端下沉；

（3）变大。

（1）为了便于直接读出力臂，应使杠杆在水平位置平衡；

在调节杠杆平衡时，将平衡螺母向较高的一端调节；

（2）初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；

有的是多次测量发现变化规律；

有的是为了使实验结论具有普遍性；

根据杠杆平衡条件判断是否平衡；

（3）当拉力F向右倾斜时，保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大。

此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。

5.【答案】平衡螺母 

消除杠杆自重对实验的影响 

D 

F1L1+F2L2=F3L3

（1）杠杆重心左移，应将平衡螺母（左端和右端的平衡螺母调节方向一致）向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就可忽略杠杆的自重对实验的影响；

（2）在已经平衡的杠杆的左侧钩码下加挂钩码，为了使杠杆尽快平衡，调节左右侧钩码向右移，可以做到尽快平衡，使杠杆尽快平衡下列做法正确且合理的是D，把左右两侧钩码同时向右移动；

（3）根据杠杆平衡条件可知，杠杆的动力动力臂乘积之和，F1L1+F2L2；

杠杆阻力与阻力臂的乘积F3L3，杠杆平衡时左侧等于右侧，故杠杆的平衡条件提出的猜想F1L1+F2L2=F3L3。

（1）平衡螺母；

消除杠杆自重对实验的影响；

（2）D；

（3）F1L1+F2L2=F3L3。

（1）杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平