初中物理2021考前突击训练03：探究杠杆平衡条件

（1） 图甲中，杠杆静止时处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态，为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移。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，这样做的目的是便于直接在杠杆上；

（2） 如图乙所示，在杠杆左侧A位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在右侧B位置(右边位置第三格)用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为N；

（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，原因是测力计的拉力力臂 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)；

（4） 小明用如图丁装置进行探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件，其原因是；

（5） 小明多次实验收集多组数据，目的是 (选填“a”或“b”)。

a.多次实验取平均值减小实验误差

b.使实验结论更具有科学性和普遍性

（1） 某同学在调节杠杆水平位置平衡前，杠杆静止时的位置如图甲所示，此时杠杆（选填“是”或“不是”）处于平衡状态；

（2） 在已经调节好平衡的杠杆上挂上钩码，所处的状态如图乙所示，此时他应移动（选填“平衡螺母”或“钩码”），使杠杆在水平位置平衡，实验中他改变钩码的个数及位置，进行了多次测量，其目的是；

（3） 如图丙所示，为寻找杠杆的平衡条件，也可以在已经调节好平衡的杠杆上A点悬挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，则该拉力可以作用在点（从“ ”、“ ”两个位置中选择满足要求的位置）；若弹簧测力计从竖直位置向左倾斜拉动时，杠杆仍于平衡态，则弹簧测力计的示数将（选填“变大”、“变小”“不变”）

（1） 在杠杆的A点挂上一个重物，在B点用弹簧测力计施加竖直向下的力F₁使杠杆平衡。请在如图甲中画出重物对挂钩的拉力F。

（2） 在杠杆后面安装一个以O为圆心的圆盘，如图甲。再把弹簧测力计从B点移到C点，此时拉力F₂沿图乙中的CD线（CD线与圆盘相切于D点）。

①请在图乙中画出拉力F₂ ， 并画出F₂的力臂L₂；（）

②判断：F₁F₂。（选填“＞”、“＜”或“＝”）

（3） 用图丙中的轻质杠杆HIJK提起G＝300N的重物，I点为支点，已知HI＝6m，IJ＝3m，JK＝4m，请在图丙中画出使杠杆平衡的最小力F₃ ， 并标出其大小。

（1） 将杠杆的中点O挂在支架上后，小明发现杠杆左端低右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向调节。调节杠杆在水平位置平衡，目的是；

（2） 杠杆平衡后，小明同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上个钩码，使杠杆在水平位置平衡；

（3） 取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点使杠杆在水平位置保持平衡。当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙)，测力计示数将(选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”)；

（4） 接着小明把支点选到B点，如图丙，在A点挂一个钩码，在C点挂3个钩码，杠杆也恰好水平静止，她觉得此时不满足杠杆平衡条件，造成这个问题的原因是 ；

（5） 完成以上实验后，小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率。如图丁，实验时，竖直向上拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F=N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为%(结果精确到0.1%)。如果把钩码由A移至B，两次实验A点竖直移动相同距离，拉力所做的有用功将，此杠杆的机械效率将（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（1） 实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是。

（2） 如图甲所示，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，改用弹簧测力计向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时其示数将，原因是。

（4） 小明查阅资料发现：当杠杆平衡时，所有动力与其力臂乘积之和等于所有阻力与其力臂乘积之和相等，于是他做了如图丙所示的实验，在杠杆左端挂了一个重为G₁的物体，在杠杆右端不同位置分别挂了重为G₂和G₃的物体，并测出相对应的力臂，杠杆仍然在水平位置平衡。请写出此状态下杠杆平衡时的表达式：。（答案必须利用丙图给的物理量表示）

（5） 学习了机械效率后，如图丁小明使用同一杠杆（质地均匀）采用两种方法将物体A提升相同的高度，在工作过程中方法一和方法二的机械效率分别为 和 ，则 （“>”、“=”或“<”）。

（1） 小李安装好杠杆，其静止时的情景如图甲所示，此时杠杆（选填“平衡”或“不平衡”），为了使杠杆在水平位置平衡，接下来应该将平衡螺母向调节。

（2） 如图乙，小李在A位置挂上2个钩码，则在B位置挂上个钩码，杠杆可在水平位置平衡，若将A、B两位置都增加1个钩码，则杠杆（选填“左端”或“右端”）将下降。

（3） 小李用弹簧测力计竖直向下拉，测力计示数为F时，杠杆在水平位置平衡，如图丙所示；若将弹簧测力计向右倾斜一定角度拉，测力计的示数为F ʹ时，杠杆仍然在水平位置平衡，则F ʹF（选填“＞”、“＜”或“=”）。

（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，此时应把杠杆左端的平衡螺母向（填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，达到水平平衡状态。杠杆调节平衡后，小明在杠杆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。于是小明便根据这次实验数据得出了杠杆的平衡条件为F₁l₁=F₂l₂。他这样得出的结论是否合理？（填“合理”或“不合理”）；理由是：。

（2） 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，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明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，使杠杆处于水平平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因可能是：。

（3） 杠杆不处于水平位置能否平衡？小海和小红意见不同。小海认为能平衡，于是他每次让杠杆倾斜时静止，这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件。小海认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？（选填“对”或“错”）。后来他始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中，弹簧测力计的示数（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（4） 学习了功的知识后，小红回看之前杠杆记录的数据，她想能否将表格中F₁L₁/N•m单位N•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”）。

（1） 小明把杠杆支在支架上，若杠杆左端下沉，可调节左端的平衡螺母向端移动，使杠杆在水平位置平衡；

（2） 小明在杠杆的左右侧挂上钩码进行三次实验，如图（a）所示，通过实验得出杠杆的平衡条件是；（写表达式）

（3） 小华在杠杆的左侧挂上钩码，右侧用弹簧测力计向下拉，当弹簧测力计从图（b）中的A 位置匀速缓慢转动到 B 位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡状态，则弹簧测力计的示数变化情况是；

（4） 小华回家又做了如图（c）的探索，将一根长为L，重为20N的均匀木棒放在水平桌面上，并使木棒的 伸出桌子边缘，用竖直向下的力F₀压木棒的右端，当 F₀=N 时，木棒左端刚好会被翘起。

（1） 如图A所示，此时的杠杆（选填“是”或“不是”）平衡状态。实验时为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，且便于直接从杠杆上读出力臂的大小，应将杠杆调到。

（2） 小明同学所在实验小组完成一次操作后，实验现象如图B所示，他们记录的数据为动力F₁＝1.5N，动力臂l₁＝0.2m，阻力F₂＝1N，则阻力臂l₂＝0.3m。甲同学测出了这组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的结论不一定科学，理由是。他把右边的钩码换成弹簧秤，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度，如图C所示，此过程中，弹簧秤拉力的大小（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（3） 图B实验中，小明把两边的钩码同时靠近支点一格，杠杆不再平衡，（选填“左”或“右”）端会下沉。小明回家又做了图D的探索，将一根长为L，重为G的均匀木棒，有 的木棒伸出桌子边缘，用竖直向下的力F₀压木棒的一端，当F₀＝时，木棒刚好会被翘起。

（4） 某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）；

（5） 在图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过cm。

（1） 实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆右端的 螺母向调节。调节平衡后，如图甲所示，在杠杆的左边A处挂四个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右端B处挂同样的钩码 个。若将A、B两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1格，那么杠杆（选填“左”或“右”）端将会下沉；

（2） 实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡，但老师建议不宜采用这种方式，其主要原因为____；

（3） 完成实验后小明突发奇想，想利用该杠杆（重心始终位于O点）制作一个可以直接测 量质量的“杆秤”；

①如图丙所示，以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，杠杆在水平位置刚好平衡，则该杠杆的质量g。然后小明将C位置的3个钩码取下，挂到右侧作为“秤砣”；

②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处，小明应在图丙C位置处装配一质量为g的吊盘；

③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量g，并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上，完成“杆秤”的制作；

④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量，不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用，则小红的测量结果会（选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”）；

（4） 小华在小明实验的基础上将“杆秤”改装成简易的液体密度秤，如图戊所示，将C位置 的吊盘换成等质量且容积足够大的空桶，将右侧的“秤砣”换成一已知质量的物块M，现往空桶内分别注入密度已知的等体积的不同液体，改变物块M悬挂点的位置，当密度秤在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中不正确的是________。