2019年中考物理实验专题复习——探究杠杆平衡条件的实验(答案解析)

第1页（共12页）2019年中考物理实验专题复习——探究杠杆的平衡条件的实验答案解析1.（2018年深圳）“探究杠杆的平衡条件”实验①如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆右的平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节；②如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，其示数将____（选填“变大”、“变小”或“不变”）③在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是_______（填序号）A．使测量数据更准确B．多次测量取平均值减小误差C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性【答案】(1).左(2).变大(3).C【解析】分析：（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；（2）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；（3）通过实验总结实验结论时，一般要进行多次实验，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。解答：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，应把杠杆右的平衡螺母向左端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；（2）保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，此时拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；第2页（共12页）（3）通过实验总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实验，获取多组实验数据归纳出物理规律才具有普遍性，结论才正确；所以在探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律。故选项C符合题意。故答案为：(1).左(2).变大(3).C【点睛】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。2．（2018滨州）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，杠杆左侧下沉，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×动力臂=阻力×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×支点到动力作用点的距离=阻力×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”。解析:（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；（2）杠杆平衡条件为：F1L1=F2L2。由杠杆平衡条件得：1.5N×0.1m=1N×L2，得：第3页（共12页）L2=0.15m；（3）只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂。这种结论很具有偶然性，不合理。要进行多次实验，总结杠杆平衡条件。（4）丙同学通过对数据分析后得出的结论是：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，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，此实验能得到“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”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图C进行验证；杠杆平衡条件为：F1L1=F2L2。由杠杆平衡条件得：4×0.5N×3×5cm=3N××4×5cm，左右相等，杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂等于阻力×阻力臂”。答案：（1）右；水平；力臂；自重；（2）0.15；（3）一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律；（4）能；等于。3．（2018黑龙江）小红和小明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右（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便于测量力臂。（3）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。次数F1/NL1/cmF2/NL2/cm11102522101203215310小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是F1L1=F2L2。（4）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，为使在重新平衡，应在B点挂6个钩码。当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点0靠近一格，杠杆会左侧下降（填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）。第4页（共12页）（5）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左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大（填“变大”，“变小”或“不变”）。【解答】解：（1）若实验前杠杆如图甲所示，左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。（2）实验时让横杆AB在水平位置平衡，力臂在杠杆上便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响；（3）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：F1L1=F2L2；（4）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，即4G×3L=FB×2L，解得FB=6G，需挂6个钩码；根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧4G×2L=8GL，右侧6G×L=6GL，因为8GL＞6GL，所以杠杆左端会下降；（5）如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直则该力的力臂短了，就会使得拉力变大；故答案为：（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。4．（2018吉林）在“探究杠杆平衡条件”的实验中（1）把质量分布均匀的杠杆中点作为支点，其目的是消除杠杆自重对实验的影响；（2）如图1所示，是已经平衡的杠杆，若在两侧的钩码下再各增加一个相同的钩码，杠杆会失去平衡，那么只需将②（选填下列序号），杠杆就会重新平衡；①左侧钩码向左移动4个格②2右侧钩码向左移动2个格③平衡螺母向左适当调节（3）小明改用弹簧测力计做实验，如图2所示，使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数大于1N（选填”大于”，“小于”或“等于”）。（每个钩码0.5N）【解答】解：（1）把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上，杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响；（2）如图1所示，是已经平衡的杠杆，若在两侧的钩码下再各增加一个相同的钩码，根据第5页（共12页）杠杆的平衡条件，左侧，3G×4l=12Gl，右侧，2G×8l=16Gl，①左侧钩码向左移动4个格，3G×8l=24Gl≠16Gl，故杠杆不能平衡；②右侧钩码向左移动2格，2G×6l=12Gl=12Gl，故杠杆会重新平衡；③实验以后不能再重新调节平衡螺母，故错误。故选②；（3）解法一：根据杠杆的平衡条件，4G×4l=F×8lsinθ，F===，当0＜θ＜30°，sinθ小于0.5，F大于2N，θ=30°，sinθ等于0.5，F=2N，90°＞θ＞30°，sinθ大于0.5，小于1，1N＜F＜2N，故示数大于1N；解法二：根据杠杆的平衡条件，所以4G×4l=F×8l，F=2N，拉力的力臂小于8L，F＞1N。故答案为：（1）杠杆自重；（2）②；（3）大于。5.（2018沈阳）在“探究杠杆平衡条件”的实验中，如图甲所示：（1）实验时，为了方便测量________，应先调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；（2）在杠杆两端挂上不同数量的钩码，使杠杆在水平位置平衡，得到的数据如下表：总结数据得出杠杆平衡条件：________________；第6页（共12页）（3）案秤是利用杠杆原理来工作的，图乙所示的案秤是个不等臂杠杆。使用前，先将游码移至秤杆左端零刻度线处，若发现秤杆右端上翘，则调零螺丝应向________（选填“左”或“右”）旋动，才能使秤杆水平平衡。称量一物体质量时，将物体放在秤盘上，接着在砝码盘上放一个标识为1kg的槽码，游码仍在零刻度线处，秤杆恰好在水平位置平衡，测得该物体的质量为1kg。那么，这个标识为1kg的槽码真实质量________（选填“大于”、“小于”或“等于”）1kg。【答案】(1).力臂(2).动力×动力臂=阻力×阻力臂(3).右(4).小于点睛：1.杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂；2.由实验数据可得：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；3.案秤是利用杠杆原理来工作的，调节平衡时按照“左倾右调”；由于案秤是个不等臂杠杆，由杠杆平衡条件分析物体质量大于槽码质量。6.（2018河北）探究杠杆的平衡条件。(1)杠杆两端的螺母作用是_______________。(2)小明用如图所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是____________。(3)小明又图所示装置进行实验。请在图中画出拉力F的力臂，弹簧测力计的读数应是_______N。(一个钩码重0.5N)第7页（共12页）(4)如图所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出L1和L2，则2L1____(选填“”“”或“=”)3L2。【拓展】探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算。她用刻度尺测出L1和L2(如图所示)，则游码的质量为____g。【答案】(1).调节杠杆在水平位置平衡(2).动力×动力臂=阻力×阻力臂(3).；2N；(4).＞(5).【解析】分析：（1）当杠杆处于水平平衡时，作用在杠杆上的动力和阻力--钩码的重力--的方向恰好与杠杆垂直，这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出。（2）将力与力臂的乘积算出后进行比较，分析数据的问题，从而得出结论。（3）过杠杆的支点作出垂直于力作用线的垂线段，即为力F的力臂。当弹簧测力计在斜向上拉（与水平方向成30°角）动力臂是OC的一半，根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数；（4）用杠杆平衡条件可对两侧的力的力臂的乘积进行分析，最后做出判断；解答：（1）因为只有当杠杆处于水平平衡时，作用在杠杆上的动力和阻力--钩码的重力的方向恰好与杠杆垂直，这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出。调节杠杆的水平平衡是为了便于测量力臂。（2）分析表中数据得出的结论是：动力×动力臂=阻力×阻力臂或者；第8页（共12页）（3）过杠杆的支点作出垂直于力作用线的垂线段，即为力F的力臂，当弹簧测力计在斜向上拉（与水平方向成30°角），阻力臂是4格，OC为6格，动力臂是阻OC的一半，根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数；当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，此时动力臂等于格；根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得。（4）设一个硬币的重力G，根据杠杆的平衡条件得，可以得出，则2L13L2。以天平的刀口为杠杆的支点，天平的左盘和右盘的质量分别为m左和m右，游码的质量为m，当游码位于零刻度线时，由杠杆的平衡条件得；当游码位于最大值5克时，由杠杆的平衡条件得；由（2）-（1）得，由题意知c=L2/2，b=L1/2，所以。故答案为：(1).调节杠杆在水平位置平衡(2).动力×动力臂=阻力×阻力臂(3).；2N；(4).＞(5).【点睛】本题考查了