在某届泸州市青少年科技创新大赛中，小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示，选取了一根质量不计的硬质轻杆，P为提挂点，P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯，右侧悬挂秤砣，不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中，根据杠杆平衡条件可知，杠杆平衡时，秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系，即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作：

1. 在某届泸州市青少年科技创新大赛中，小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示，选取了一根质量不计的硬质轻杆，P为提挂点，P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯，右侧悬挂秤砣，不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中，根据杠杆平衡条件可知，杠杆平衡时，秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系，即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作：

(1) 距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P；用天平称得空塑料杯质量如图乙所示，则空塑料杯质量为g；右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成；

(2) 将空塑料杯悬挂在A点，调节右侧秤砣细线位置，使杠杆在水平位置平衡，此时细线位置处标记为“0g/cm³”，此刻度线到提挂点P距离为cm；

(3) 将100mL密度为1g/cm³的水倒入塑料杯中，在液面处作标记，调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡，并在此时秤砣细线位置处标记为“1”，此刻度线到提挂点P的距离为cm；将“0”到“1”刻度线之间均分10等份，则该密度计的分度值为g/cm³；按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线，即杆秤密度计制作完成；

(4) 用制作好的密度计测量某一液体密度时，将100mL，的液体倒入空塑料杯中，秤砣细线位置如图丙所示，则待测液体密度为g/cm³；

(5) 制作好的密度计不仅能够测出液体的密度，还可以测算某些固体的密度。某次测量时，小明将石块放入空塑料杯中，杠杆平衡时，秤砣细线在“0.5”刻度处，再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没)，杠杆再次平衡时，秤砣细线在“1.3”刻度处，则小石块的密度为g/cm³。

【考点】

杠杆的平衡分析法及其应用; 探究杠杆的平衡条件实验;

【答案】

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实验探究题困难

1. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中。

(1) 在调节杠杆水平平衡时，如果杠杆左端下沉应将平衡螺母向调节；

(2) 如图所示让杠杆保持水平静止，如果在 $\text{[math]}$ 处挂总重 $\text{[math]}$ 的钩码，在 $\text{[math]}$ 处用测力计竖直向上拉，其示数为 $\text{[math]}$ ；如果在 $\text{[math]}$ 处斜向上拉，测力计的示数将变。

实验探究题普通

2. 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．

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

(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0.5 N)

(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 ．

(5) 【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．

实验探究题困难

3. 某研究小组设计了一个探究杠杆平衡的实验：

(1) 实验前：杠杆静止在如图1甲所示的位置，要使杠杆在水平位置保持平衡，应将平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节。

(2) 实验时；用如图1乙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡（杠杆上每格等距），但一般却不采用这种方式。这主要是因为 ____（只有一个选项正确）。 A. 一个人无法独立操作 B. 需要使用太多的钩码 C. 无法测量力臂 D. 力和力臂数目过多

(3) 如图1丙所示，在杠杆左侧A处悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，应在杠杆右侧离支点4格的B处挂个钩码。

(4) 如图丁所示，在杠杆左边的C处，用弹簧测力计与水平方向成30°夹角斜向上拉，也可以使杠杆在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数为，条件是：（用字母表达即可）。

(5) 在生活、生产中经常应用到杠杆的平衡条件，例如使用天平测量物体的质量。该研究小组想利用天平测量出一个小木块的密度，实验时发现缺少测量工具量筒，于是小鹏同学设计了一个实验方案，通过借助盆子、足量的水和酒精（已知酒精密度为ρ₀），以及一个空塑料瓶测量出木块的密度，请你把这个实验过程补充完整：

①用天平测出木块的质量m₁。

②用盆子装有足够多的酒精，将木块和空塑料瓶叠加在一起漂浮，如图2所示。

③向瓶中倒水，直到木块。再用天平测出瓶和水的总质量m₂。

④木块密度表达式ρ_木＝（请用题中已知和测量的物理量表示）。

实验探究题普通