组卷网 > 初中物理综合库 > 力学 > 简单机械及机械效率 > 杠杆 > 探究杠杆的平衡条件 > 探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:1285 题号:20186470
天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件,小海用图甲所示装置进行探究,其中杠杆的刻度均匀,每个钩码的重力均为0.5N。
(1)实验中,杠杆在_________位置平衡最便于测量力臂;
(2)如图乙所示,杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5cm,杠杆都将失去平衡。由此可以猜想:杠杆的平衡可能与力的_________和力臂有关;

   

(3)小海在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,进行了4次实验。杠杆平衡时的部分数据已填入表中,其中图丙是第4次杠杆平衡时的情景,请将杠杆右侧的阻力数值填入表中;

   

实验次数

动力F1/N

动力臂l1/m

阻力F2/N

阻力臂l2/m

1

1.0

0.20

2.0

0.10

2

2.0

0.15

2.0

0.15

3

2.0

0.15

1.5

0.20

4

1.5

0.10

(      )

0.15

分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件是F1l1_________F2l2
(4)小海与小兰对实验过程进行交流,产生了一个新的问题:若支点不在杠杆的中点,并用弹簧测力计代替一侧的钩码施力,会出现什么现象?于是他们共同进行了如图丁的探究。
①画出图丁中F1的动力臂l1(      )
②多次改变拉力F1的作用点在杠杆上的位置进行实验,发现杠杆平衡时,F1l1都是大于F2l2,其原因可能是_________

   

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【推荐1】利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
(1)若实验前杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向___________(填“左”或“右”)调节, 使杠杆在水平位置平衡;
(2)①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在杠杆两端加挂钩码,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___________
(3)杠杆调节平衡后,小红在杠杆上 M 点挂 2 个钩码, 如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在 N 点挂___________个相同的钩码。
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【推荐2】在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)安装好杠杆,调节杠杆两端的______,使之在水平位置平衡,这样做的目的是为了______,若杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆______(是/不是)处于平衡状态;

(2)调节杠杆平衡后,在左侧挂两个钩码,每个钩码重1N,在右侧用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,如图乙所示。已知杠杆上刻度均匀,则此时弹簧测力计的示数F=______N;本实验中,需改变钩码位置、数量和弹簧测力计位置进行多次实验,其目的与“伏安法测定值电阻的阻值”中的多次实验______(相同/不同)
(3)如图丙所示,小明实验时所使用的杠杆上没有刻度,他在平衡好的杠杆两侧分别放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在水平位置平衡。左侧三个硬币没有摆放整齐,小明没有在意,仍用刻度尺测出最下方硬币圆心与转轴O点的距离L1L2,则L2______(>/</=)3L1
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【推荐3】在一次研学活动中,某物理兴趣小组在“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、细线和若干个50g的钩码。(g取10N/kg)

(1)如图甲所示,小明应将杠杆两端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)移,使杠杆在______位置平衡,再进行下面的实验;
(2)小明用图乙的方案进行探究,若在右侧钩码的下方再挂两个相同的钩码,则左侧所挂钩码下方再挂______个相同的钩码,可使杠杆在水平位置再次平衡;
(3)如图丙所示,当小华用弹簧测力计由竖直地拉变成倾斜地拉,使杠杆在水平位置再次平衡时,弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)多次实验后,小明分析数据得出杠杆平衡的条件是______(用文字表示)。
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