第十一章简单机械和功专题训练探究杠杆平衡条件2021—2022学年苏科版九年级物理上册（含答案）

第十一章 专题训练 探究杠杆平衡条件
小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
（1）为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时应将杠杆右端的螺母向______调节（填“左”、“右”），使杠杆在水平位置达到平衡。
（2）在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是______。
（3）实验时，小明在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，如图乙所示，则在右侧B位置（右边位置第三格）应挂______个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。
（4）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是______。
小华在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）实验前没有挂钩码时。调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其主要目的是______。
（2）实验中，用装置A的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学不宜采用这种方式。该种方式的不足主要是因为______。
A．一个人无法独立操作
B．力臂与杠杆不重合
C．力和力臂数目过多，不易得出结论
D．杠杆受力不平衡

（3）若用装置B进行实验，则此时弹簧测力计的示数是______N；将弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡，弹簧测力计的示数将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（4）请设计出记录实验数据的表格：
（5）请分析说明用装置B做实验的好处____________________________________________________________________________________。
如图所示是探究杠杆平衡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，接下来应向______（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止。
（2）如图乙所示，A点挂有2个质量均为50g的钩码，为了让杠杆在水平位置平衡，应在B点挂______个质量均为50g的钩码。
（3）将杠杆的支点移到如图丙所示的位置，为了杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆上画出最小动力F的示意图。
物理实验复习时，小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题
⑴如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向 调节。
⑵如图乙所示，调节平衡后，左侧挂上钩码，在右侧用弹簧测力计（图中未画出）拉杠杆，使其在水平位置平衡，为便于测量力臂，应使弹簧测力计拉力的方向 。
(3)将杠杆调节至水平位置平衡，在左右两侧各挂如图丙所示的钩码后，杠杆的 端下降．要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数和悬挂点位置，只需将 即可。
(4)小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉，结果杠杆转至竖直位置，如图丁所示．小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡．你认为原因是 。
在探究“杠杆平衡的条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆（每小格均等长）、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为0.5N的钩码。
（1）在实验前，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；为了便于测量力臂，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向_____端调节；
（2）调节杠杆在水平位置平衡后,小明完成一次如图乙所示实验操作,记录的数据为动力FA=1.5N，动力臂L1=0.08m，阻力FB=2N，阻力臂LB=0.06m，他由此就得出了杠杆平衡条件为“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论。他这样的做法是否合理？_____（选填“是”或“否”）
（3）小明撤去挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，如图丙所示，当杠 杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数F1为_____N；继续缓慢向上拉，当杠杆在如图丁所示位置静止时，弹簧测力计示数F2____F1。(选填“＞”、“＝”或“＜”)
如图为“探究杠杆平衡条件”的实验装置图，请回答以下问题：
（1）杠杆B点挂两个钩码，用弹簧测力计在A点施加竖直向上的力F1，使杠杆水平平衡，此时测力计的示数为2N，则每个钩码重为______N；
（2）在杠杆后面安装一个以O为圆心的圆盘，把测力计从A点移到D点，施加拉力F2令杠杆保持水平平衡。此时拉力F2沿图中的CD线的方向（CD是圆O的切线）
①在图中画出拉力F2，并画出F2的力臂l2；
②判断：F1______F2（选填“＞”、“＜”或“=”），你的依据是______。
利用一个重为G的钩码，进行两组关于杠杆的实验。
（1）首先调好杠杆在水平位置平衡，然后挂上钩码，并用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置再次平衡（如图1所示），弹簧测力计的示数为______N，由此可以推导出：G=______N。
（2）把测力计顺时针转动至图2位置时，杠杆仍保持水平位置平衡。
①在图2中画出测力计拉力的力臂L。
②与图1测力计相比，图2测力计示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”），依据是______。
（3）学习了杠杆知识后，小组成员将一个胡萝卜分成了两部分，如图3所示，根据杠杆平衡的条件可得出：A端胡萝卜相比B端胡萝卜______（选填“更重些”、“一样重”或“更轻些”）。
在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
（1）如图甲，为使杠杆水平位置平衡，需将两端平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，这样做的目的是便于在杠杆上直接测量______；
（2）如图乙，在已调平的杠杆A处挂两个钩码，则在B处需挂______个钩码时，杠杆才能继续保持水平平衡；
（3）如图丙，在实验中发现弹簧测力计向右倾斜时，测力计的示数将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）实验中保持钩码个数及位置不变，改变拉力的力臂L1并读出竖直向上的拉力F1，在坐标系中绘制出F1与L1的关系图象。根据图象可知，当动力F1=0.5N时，动力臂L1=______cm。
小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
（1）为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲位置，应将杠杆右端的螺母向______调节（填“左”、“右”），使杠杆在水平位置达到平衡。
（2）实验时，小明在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，如图乙所示，则在右侧B位置（右边位置第三格）应挂______个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。
（3）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯定和表扬，结构如图丁所示。所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、两种规格的空桶（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细线。设计过程如下：
①将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0；
②在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至C1位置，使杠杆在水平位置平衡，Cl点到O点的距离为l1，此时C1点的密度值为______（用题中所给的字母表示）；
③要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择______规格的空桶（选填“100mL”或“200mL”）。
10.在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）如图a所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向______旋（选填“左“或“右”）。
（2）如图b所示，在A位置上挂两个相同钩码，应该在B位置挂上______个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
（3）如图c所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）使用杠杆能为我们的生活带来方便。如图d所示，下列杠杆能够省距离的是______。
参考答案
1.（1）右；（2）为了能够直接从杠杆上读出力臂；（3）4；（4）变小；当拉力由倾斜变成垂直时，阻力阻力臂不变，拉力F力臂变大，相应的力会变小，这样才能继续平衡
2.（1）避免杠杆重力对杠杆转动的影响并且便于测量力臂的长度；
（2）C；
（3）1.8；变大；
（4）设计是实验表格如下：
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
（5）用弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，由于测力计的力可以连续变化，容易得到所需要的力，不需要调整力臂，所以这种方法很容易使杠杆平衡。
3.（1）达到；右；（2）3；（3）
4.（1）左；
（2）竖直向下；
（3）左；左侧2个钩码取下挂到右侧钩码下方；
（4）水平位置时动力臂为零，杠杆无法平衡
5.（1）平衡；左；
（2）否；
（3）2；=
6.（1）3；（2）；（3）=；由图可知，L1=L2，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，力相等，所以F1=F2
7.0.8 2 变大 测力计倾斜拉动杠杆时，动力臂变小，动力变大 更重些
8.左 便于测量力臂 4 变大 30
9.右 4 变小 200 ml
10.右 1 变大 D