11.1 杠杆－杠杆平衡实验提优练习 2021－2022学年苏科版物理九年级上册（含答案）

杠杆平衡实验探究专题二
1、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，达到水平平衡状态。
（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：　
　。
（4）实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，如图甲所示，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？（请设计两种方案）
①．　
　；②　
　。
（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　
　。
（6）如图，在探究杠杆平衡条件时，左边的钩码个数和位置保持不变，右边弹簧测力计的作用点固定，只改变测力计与水平方向的角度θ，则能描述测力计示数F与θ关系的图象是　
　
2、在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）小华同学先把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于　
　（选填“平衡”或“不平衡”）状态。为了使杠杆在水平位置平衡，此时应向　
　调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡的好处是　
　。
（2）某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为F1＝6N、l1＝20cm、F2＝4N和l2＝30cm。该同学根据这些数据能否得出探究结论？　
　。理由是：　
　。
（3）如果利用如图乙所示装置进行实验，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　
　（选填“变大”“不变”或“变小”）。
（4）某次实验中，用如图丙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式，这主要是以下哪种原因　
　（选填字母）
A．一个人无法独立操作B．需要使太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合D．力和力臂数目过多
（5）某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。
①将刻度尺平方在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，它就是刻度尺的重心。
②将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置，如图所示，移动刻度尺，知道刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。纪录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的　
　到支座的距离L2。
③根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量m＝　
　（用题目中所给物理量表示）。
3、小明做“探究杠杆平衡条件”实验：
（1）实验前，杠杆静止时的位置如图甲所示。要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　
　调节；
（2）使用弹簧测力计时，首先进行的操作是　
　；
（3）如图乙所示，在杠杆左侧挂2个钩码，每个钩码的质量为50g，为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小，在A点沿　
　向下方向拉动弹簧测力计，直至杠杆在　
　位置平衡。并将第一次数据记录在表格中，表中F1大小为弹簧测力计示数，F2大小为钩码的重力，L1、L2分別为F1、F2对应的力臂；
（4）接下来，小明又进行了三次实验，将数据填在表中，最后总结得出规律。每次实验总是在前一次基础上改变F2、L1、L2中的一个量。小华分析数据后发现，第　
　次实验与前一次改变的量相同，需要调整的实验步骤是　
　。
序号
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1.5
10.0
1.0
15.0
2
3.0
10.0
2.0
15.0
3
1.5
20.0
2.0
15.0
4
1.0
30.0
2.0
15.0
4、在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）实验前调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是　
　。
（2）如图甲所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂　
　个相同的钩码。
（3）如图乙所示，已知每个钩码重0.5N，当弹簧测力计在C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，弹簧测力计示数大小为　
　N。
（4）小红所在的科技小组利用所学知识自制一杆秤（自重不计），如图丙所示，OA＝10cm，OB＝60cm，螺母的质量为100g，此时杆科在水平位置平衡，则所称物体质量为　
　g：若要增大该杆秤的测量范围，可采用的方法是　
　。
5、小红和小明合作进行“杠杆平衡条件”的实验探究。
（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。
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
（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。
小明根据表格数据得出杠杆平衡条件是：　
　。
（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
（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，为使杠杆重新平衡，应在B点挂　
　个钩码。当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂钩码同时向O靠近一格，杠杆会　
　（填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）。
（5）完成实验后，小红利用杠杆的平衡条件来测量石块的密度：
①在溢水杯中装满水，如图丙所示，将石块缓慢浸没在水中，让溢出的水流入小桶A中；
②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，直至杠杆在水平位置恢复平衡，如图丁所示；
③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“大”或“小”）。
6、小明和同学们在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆（每个小格长度为5cm）、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和重量相同的0.5N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，达到水平平衡状态。
（2）接着，小明将钩码挂在杠杆两侧，如图（1）所示，他根据图（1）中的数据得出结论：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，小王同学认为小明的结论是错误的。小王利用图（1）的装置，进行了探究，下列能帮助小王同学得出正确结论的操作是　
　。
A．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉
B．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉
C．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉
D．增加钩码个数，多次试验使结论更有普遍性
（3）小同学在图（1）中，保持A点所挂的钩码个数不变，取下弹簧测力计，挂在支点O右侧不同位置，用弹簧测力计施加竖直向下的拉力F，使杠杆水平平衡，测出每一组力F和对应的力臂L，并记录在右表中。请根据表中数据，在图（2）坐标系中绘制出L与F的图象，当L为50cm时，F为　
　N。
次数
1
2
3
4
5
力F/N
0.75
1.0
2.0
3.0
力臂L/cm
40
30
20
15
10
（4）小华又进行了课外探究，她找来相同的硬币若干，在一平衡杠杆的左端放上2枚、右端放3枚，杠杆仍在水平位置平衡，如图（3）。她用刻度尺测出L1和L2则2L1　
　（选填“＜”、“＞”或“＝”）3L2，若将杠杆左端的硬币正上方再加2枚硬币，在杠杆右端的硬币正上方再加3枚硬币，杠杆将　
　（选填“平衡”或“不平衡”）
7、下面是小王利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向　
　（左/右）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。
（2）如图甲所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂　
　个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。
（3）如果小王又进行了如图乙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，F×OC　
　G×OD．（大于/小于/等于）
（4）如图丙是根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。
①下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是（只填序号）：　
　
A．将天平放在水平台面上
B．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
C．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处
D．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量
E．将待测物体放在天平左侧的置物盘中
F．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
②调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的　
　侧（填“左”或“右”）；
③已知横梁长为l，OP长l1，OQ长l2，钩码质量为m，则该天平所能测量的待测物体的最大质量是　
　。
8、下图是小明利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆的平衡条件”的实验，每个钩码重为0.5N。
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，杠杆静止时如图甲所示，为了让杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　
　（填“左”或“右”）调节，这样可以消除　
　的影响。
（2）在A点悬挂三个钩码（如图乙所示），要使杠杆在水平位置平衡，需在B点悬挂　
　个钩码；
（3）取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，杠杆在水平位置平衡时，
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，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将　
　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）为了模拟体验杆秤的制作和使用方法，小明重新调节杠杆的支点O位置，并找来一个重为3N的小盘，挂在杠杆的最左侧，此时，杠杆刚好在水平位置平衡，如图丙所示。然后，他用一个钩码作为秤舵，根据杠杆的原理标好刻度，这样便制成了简易的杆秤。测量物体的质量时，只需将该物体放入小盘，将作为秤舵的钩码挂在杠杆的右侧，并左右移动，直到杠杆再次平衡时，悬挂钩码处的刻度值，就是所测物体的质量大小。
①杠杆的自重是　
　N；杆秤的最大测量值为　
　g；（g＝10N/kg，摩擦不计）
②若杆秤的刻度值记为m，对应的刻度位置到支点O的距离记为x。请在图丁中大体画出m与x的关系图象。
9、探究杠杆的平衡条件。
（1）小明用如图甲所示装置进行实验，杠杆两端的螺母作用是　
　；
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
0.5
0.2
1.0
0.1
2
1.0
0.15
1.5
0.1
3
3.0
0.1
2.0
0.15
（2）小明进行实验并收集到了表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是：　
　；
（3）小明又用如图乙所示装置进行实验，弹簧测力计的读数应是　
　N（一个钩码重0.5N）；
（4）小明想到若铁架台不是在水平桌面上，而是在略微倾斜的桌面上是否影响实验呢？经小组分析不在水平桌面上　
　（填“影响”或“不影响”）实验过程。
（5）如图丙所示，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，若将杠杆左端的硬币正上方再加2枚硬币，在杠杆右端的硬币正上方再加3枚硬币，杠杆将　
　（选填“平衡”或“不平衡”）；
（6）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（如图丁所示），则游码的质量为　
　g。
10、利用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆的平衡条件”的实验。
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向　
　（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。
（2）如图甲所示，在A点悬挂两个钩码，用弹簧测力计在B点竖直向下拉，使杠杆水平位置平衡，若改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向左下方，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”）。
（3）保持A点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1﹣F1的关系图象，如图乙所示。请根据图象推算：当l1为50cm时，F1为　
　N。
（4）如图丙所示，某人用扁担担起两筐质量分别为m1、m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担水平平衡，已知l1＞l2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离△l，则扁担　
　端向下倾斜。要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为　
　（用m1、m2、l2和△l表示）。
参考答案
1、
左
F1L1=F2L2
不合理
实验次数太少存在偶然性
杠杆自重对实验有影响
在支点右侧第三格挂四个钩码
在支点右侧第四格挂三个钩码
对
乙
便于读取力臂大小
B
2、
平衡
左
消除杠杆自重对实验的影响
不能
实验次数太少存在偶然性
3
变大
D
重心
(L1/L2)M1
3、
右
弹簧测力计调0
竖直
水平
4
保持F2L1不变改变L2的大小
4、
消除杠杆自重对实验的影响
6
3
600
增大螺母的质量
5、
右
F1L1=F2L2
C
6
左侧下降
2.6×103
大
6、
左
B
0.6
＞
平衡
7、
右
6
＞
ACBEFD
左
(
L-L1-L2)m/L1
8、
左
自重
4
2
变大
1.5
250
9、
调节杠杆在水平位置平衡
（2）F1L1=F2L2
（3）2
（4）不影响
（5）＞
平衡
（6）2.5L2/l1
10、
右
变大
0.6
左