人教版物理八年级下第十二章12.1细化知识点同步练习———杠杆的平衡条件的探究（5）

试卷更新日期：2022-11-29 类型：同步测试

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一、实验探究题

1. “探究杠杆的平衡条件”实验。

(1)、如图甲所示，杠杆处于静止状态。为方便测量，应向（选填“左”或“右”）调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；

(2)、给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。设右侧钩码对杠杆施的力为动力 $F_{1}$ ，左侧钩码对杠杆施的力为阻力 $F_{2}$ ；测出杠杆平衡时的动力臂 $l_{1}$ 和阻力臂 $l_{2}$ ；把 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 、 $l_{1}$ 、 $l_{2}$ 的数据填入表格中。改变动力 $F_{1}$ 和动力臂 $l_{1}$ 的大小，相应调节阻力 $F_{2}$ 和阻力臂 $l_{2}$ ，再做几次实验，实验数据如下表所示；
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
0.5
0.3
1
0.15
2
1.5
0.1
3
0.05
3
3
0.1
1.5
0.2
分析表中的数据得到杠杆的平衡条件：用 $F_{1}$ 、 $l_{1}$ 、 $F_{2}$ 、 $l_{2}$ 表示；

(3)、如图乙所示，在（选填“A”、“B”或“C”）点竖直（选填“向上”或“向下”）拉时，可使杠杆保持水平位置平衡，此时杠杆属于省力杠杆；

(4)、在完成实验后，小辉利用杠杆平衡条件完成了老师提出的问题。如图丙所示，轻质杠杆可绕 $O$ 点转动，它的中点挂有 $100 N$ 的重物，在杠杆右端用竖直向上的力 $F =$ N，可使杠杆在水平位置平衡。

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2. 小明利用如图所示实验装置“探究杠杆的平衡条件”：

(1)、轻质杠杆静止时如图甲所示，可将左端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，使其在水平位置平衡，这样操作的目的是便于测量；

(2)、小明多次实验并记录数据如表，总结数据得出杠杆的平衡条件；
次数
动力F₁/N
动力臂l₁/m
阻力F₂/N
阻力臂l₂/m
1
1
0.1
2
0.05
2
2
0.15
1.5
0.2
3
3
0.05
1.5
0.1

(3)、第2次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示，此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格，杠杆会（选填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）；

(4)、如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，保持杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

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3. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码质量都相等。

(1)、如图甲所示，杠杆在此位置静止，这时杠杆（选填“平衡”或“不平衡”）。

(2)、调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量。

(3)、如图乙所示，若在A位置挂两个钩码，现有三个钩码，需挂在杠杆O点右侧第格的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。

(4)、实验时，多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，重复实验，这样做的目的是。

(5)、如图丙所示，用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，其示数（选填“变大”“不变”或“变小”）。

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4.
小丽在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，使用了如图所示的装置．

(1)、小丽将杠杆放在支架上后，呈如图所示的状态，则她应该将平衡螺母向（填“左”或“右”）调节，使杠杆在位置平衡．这样做的目的是．

(2)、调节好杠杆后，小丽将两个重均为0.5N的钩码挂在杠杆a处，又将弹簧测力计挂在杠杆b处的细线上，竖直向（填“上”或“下”）拉弹簧测力计，能使杠杆再次平衡．操作时，小丽发现弹簧测力计读数太小，不能准确读数，请你帮她找出一种改进的方法：．

(3)、小丽通过实验获得了三组数据如下表．表中第3次实验中的阻力臂L₂应为cm；
实验次数
动力F₁/N
动力臂L₁/cm
阻力F₂/N
阻力臂L₂/cm
1
2
6
3
4
2
3
5
5
3
3
4
4
8

分析上表中数据，得出杠杆的平衡条件是．

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5. 下面是探究“杠杆平衡条件”的实验过程，请回答下列问题：

(1)、实验前要调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是方便测量。

(2)、如图甲所示，要想使杠杆在水平位置平衡，只需将支点侧的钩码向右移动一格即可。通过改变力和力臂进行多次实验，收集到了如下表所示的数据，通过分析可以得出杠杆平衡的条件是：。
次数
动力F₁/N
动力臂l₁/m
阻力F₂/N
阻力臂l₂/m
$1$
$1$
$0.1$
$2$
$0.05$
$2$
$1.5$
$0.2$
$1$
$0.3$
$3$
$2$
$0.1$
$1$
$0.2$
$4$
$1$
$0.25$
$2.5$
$0.1$

(3)、天平的实质是一个等臂杠杆，根据前面的探究可知，若在调节天平时将游码零后，指针指在分度盘中线的左侧（如图乙），则应向调节平衡螺母才能使天平平衡，这个过程实际上是通过改变（填“力”或“力臂”）使天平平衡的。

(4)、如图丙所示，用天平测量物体质量的过程中将物体和砝码的位置放反了，若游码在零刻线处时天平平衡，则根据杠杆平衡条件判断，此时测量的结果与真实值相比会（填“偏大”、“偏小”或“没有变化”）。

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6. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为0~5N。

(1)、如图甲所示，杠杆在此位置静止，这时杠杆（选填“平衡”或“不平衡”）。

(2)、调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量。

(3)、乙图中杠杆恰好在水平位置平衡，若在A点下方再挂1个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将B点的钩码向右移动格。

(4)、实验时，多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，重复实验。这样做的目的是。

(5)、丙图中杠杆每个小格长度均为5cm，在C点竖直悬挂4个重为0.5N的钩码，当在D点用如丙图所示动力F拉杠杆。使杠杆在水平位置平衡，此时动力F 1N（选填“大于”“等于”或“小于”）。

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7. 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，使杠杆在不挂钩码时，达到位置平衡.

(2)、杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡.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？；为什么？.

(3)、实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，如图甲，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？

(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乙所示装置进行探究，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：.

(5)、杠杆不处于水平位置能否平衡？甲乙意见不同.甲认为能平衡.于是他让每次杠杆倾斜时静止，做这个实验也得出了杠杆平衡条件.甲认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？（选填对或错），甲这种方案与乙让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪个实验方案好，并说明理由：实验方案好；理由是.

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8. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，常用了如图所示的实验装置．

(1)、调节平衡时，都应该使它在位置平衡．根据图甲所示杠杆所处的物质，应将平衡螺母向（填“右”或“左”）调节．

(2)、挂上钩码，正确调节使杠杆再次平衡．此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆，挂钩码位置所对应的刻度值就等于它的．

(3)、某同学在杠杆左、右两侧分别挂上不同数量的钩码，同时调节平衡螺母使杠杆平衡，你认为他们的做法是（填“正确”或“不正确”）的．

(4)、如图乙所示，在杠杆上A点悬挂两个钩码（每个钩码重0.5N），用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，测力计的拉力为N；若改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将（填“变大”“变小”或“不变”）．

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9. 如图所示是探究“杠杆平衡条件”的装置。

(1)、杠杆静止时如图甲所示，此时杠杆处于（选填“平衡”或“非平衡”）状态；

(2)、实验前选择杠杆中点作为支点并调节杠杆在水平位置平衡的目的：避免杠杆对实验造成的影响；

(3)、如图乙所示，在B点挂2个钩码，发现杠杆不平衡，此时（选填“能”或“不能”）再调节平衡螺母；

(4)、实验过程中得到的相关数据记录在表中：
实验次数
F₁/N
l₁/cm
F₂/N
l₂/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
根据以上数据得出杠杆平衡条件是（用字母表示），多次实验的目的是；

(5)、如图丙所示，若不在B点挂钩码，改成用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从①位置转动到②位置时，其示数大小将（填“变大”“变小”或“不变”），原因是；

(6)、学习过杠杆知识后，小刘对托盘天平有了进一步的认识，下列从杠杆的角度对托盘天平的描述不正确的是 ____。

A、托盘天平的实质是一个等臂杠杆 B、调节游码使天平平衡，是通过改变力的大小来实现的 C、调节游码使天平平衡，是通过改变力臂的长短来实现的 D、通过增减砝码使天平平衡，是通过改变力的大小来实现的

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10. 小王在学习完杠杆知识后，想利用杠杆和浮力知识测一石块的密度，设计实验如下，请你帮他完成本实验。

(1)、取一个杠杆，调使杠杆在水平位置平衡；

(2)、如图甲，将石块用细线拴住，挂在杠杆左侧A位置，将另一个物体挂在杠杆右侧，并调节物体的位置，使杠杆再次在水平位置平衡，记下位置B，用刻度尺测出OB的距离，记作 $l_{1}$ ；
如图乙，将石块浸没水中，调节物体的位置，使杠杆再次在，记下物体的位置 $B^{'}$ ，用刻度尺测出 $O B^{^{'}}$ 的距离 $l_{2}$ ；

(3)、由以上步骤可得，石块的密度： $ρ =$ （用 $l_{1}$ 、 $l_{2}$ 、 $ρ_{水}$ 水表示）。

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11. 如图所示是小红和小华同学探究“杠杆平衡的条件”的几个实验情景：

(1)、挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态；若要使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向调。调节杠杆在水平位置平衡，除了可以消除杠杆重力对实验的影响，在实验测量时还有一个优点，请你写出：。

(2)、杠杆调节好后，小红进行了两次实验，实验如图乙、丙所示。她测量出两边钩码的重力分别为动力 $F_{1}$ 和阻力 $F_{2}$ ，对应的作用点到支点的距离为 $L_{1}$ 和 $L_{2}$ ，并将数据记录在下表。
动力 $F_{1}$ /N
阻力 $F_{2}$ /N
支点到动力作用点的距离 $L_{1}$ /m
支点到阻力作用点的距离 $L_{2}$ /m
$F_{1} \times L_{1} / N \cdot m$
$F_{2} \times L_{2} / N \cdot m$
1
0.5
0.15
0.3
0.15
0.15
1.5
1
0.2
0.3
0.3
0.3
记录数据后，同桌的小华根据数据得出如下结论：“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（选填“相符”或“不相符”）。为了进一步完善实验，得出普遍规律，小红接下来的做法应该是
A．改变力的大小 B．改变力的方向 C．改变力的作用点

(3)、复习了功的知识后，小红回看之前杠杆记录的数据，她想能否将表格中 $F_{1} \times L_{1} / N \cdot m$ 单位 $N \cdot m$ 换成J？根据功的定义，你觉得可以换吗？（选填“可以”或“不可以”）。

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12. 探究杠杆平衡条件的实验装置如图所示：

(1)、挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于（选填“平衡”或“非平衡”）状态；要想从杠杆上直接读出力臂的大小，接下来的操作是；

(2)、如图乙所示，在杠杆右边B处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左边的A处挂个相同的钩码；

(3)、如图丙所示，若每个钩码质量均为50g，用弹簧测力计在C点向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为N（g取10N/kg）。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，为使杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的示数（选填“变大”、“不变”或“变小”）；

(4)、杠杆在生活中有很多应用。现欲使如图丁所示静止的跷跷板发生转动，小女孩可采取的做法是。

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13. 小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
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

(1)、若实验前杠杆如图甲所示，可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。

(2)、在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是。

(3)、在杠杆两端挂加钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂。多次实验并把数据记录在表格中。多次实验的目的是。

(4)、小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是。

(5)、杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂个钩码。

(6)、如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，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”）。

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14. 下图是小红在“探究杠杆平衡条件”的实验中出现的实验现象及操作过程的片段：

(1)、如图甲，小红在实验前将杠杆放到水平位置后松手，发现杠杆在竖直平面内沿顺时针方向转动，则她应将平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是：，并消除杠杆自重对实验的影响；

(2)、如图乙，当小红在A处下方挂4个钩码时，调节B处所挂钩码的数量使杠杆在水平位置再次平衡后，又去掉了B处的钩码，改用弹簧测力计钩在C处对杠杆施加拉力，也能使杠杆恢复水平平衡，此时她用的最小的拉力大小应为N（已知每个钩码的重力均为0.5 N）；

(3)、后来她始终垂直于杠杆向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定的角度，如图丙所示。此过程中，弹簧测力计拉力的大小（选填“变大”“变小”或“不变”）；

(4)、在实验中她通过多次调节支点两端钩码的个数及悬挂的位置，收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。

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15. “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；

(4)、小明想利用杠杆测石块密度，在溢水杯中装满水，如图丁所示，将石块缓慢浸没在水中。让溢出的水流入小桶A中，此时小桶A中水的体积石块的体积（选填“>”“=”或“<”）；

(5)、（拓展）将石块从溢水杯中取出，擦干后放入另一相同小桶B中，将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端，移动小桶在杠杆上的位置，直到杠杆在水平位置恢复平衡，如图戊所示，此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为13cm和5cm，若不考虑小桶重力，则石块密度的测量值为kg/m³；若考虑小桶重力，石块的实际密度将比上述测量值（选填偏大、不变、偏小）。

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