某同学利用若干个质量为50g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。

1. 某同学利用若干个质量为50g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。

(1) 调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并，达到平衡状态，如图所示。

(2) 在杠杆左侧15cm刻度线处挂上4个钩码，在杠杆右侧挂上6个钩码，移动右侧钩码到cm刻度线处使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力或阻力是（填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”）。

(3) 保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变，取下右侧钩码，改用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计的示数为3N时，该拉力的作用点可能在杠杆（填序号）刻度线处。

①左侧10cm ②右侧5cm ③右侧15cm

【考点】

杠杆的平衡条件; 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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实验探究题普通

1. 项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。

(1) 【小组讨论】液体密度计是根据判断密度大小，根据密度公式 $\text{[math]}$ ，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。

【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的，使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。杆秤的工作原理是。

(2) 【产品制作】器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。步骤：模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”；杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度；杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“”刻度（单位 $\text{[math]}$ ）。以A、B两点之间的长度为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至秤杆在水平位置平衡，秤砣应往侧移动。

(3) 为了制作出精确度更高的“密度秤”，可行的改进措施是（写出一条即可）。

实验探究题困难

2. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作：

(1) 不挂钩码时，杠杆在图中所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，此时小明应向（选填“左”或“右”）调节杠杆右边的螺母，使杠杆水平并静止，达到平衡状态；

(2) 给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F₁ ，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F₂；测出杠杆水平平衡时的动力臂 $\text{[math]}$ 和阻力臂 $\text{[math]}$ ；多次实验并把数据填入下表；

实验次数	动力F₁/N	动力臂 $\text{[math]}$ /m	阻力F₂/N	阻力臂 $\text{[math]}$ /m
1	0.5	0.2	1.0	0.1
2	1.0	0.15	1.5	0.1
3	0.1	3.0	2.0	0.15
4	2.0	0.15	1.5	0.2
…

小明分析表格中的数据发现，第次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂；

(3) 第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为（选填序号）。

1 2.0N ②2.5N ③3.0N ④35N

(4) 筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第次实验时的杠杆类型相同；

(5) 小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O^'点，此时（选填“MO^'”或“O^'N”）段更重一些；

(6) 【拓展】如图所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”，然后在两端对称安装合适的螺母。支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有种方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为1.0×10³kg/m³ ， g取10N/kg。

实验探究题普通

3. 实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔槔的使用原理。

(1) 实验前，杠杆水平静止如图甲所示，此时杠杆处于状态（选填“平衡”或“非平衡”）。将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）；

(2) 调节杠杆水平平衡，进行多次实验，数据记录如下表：

次数	动力F₁/N	动力臂l₁/cm	阻力F₂/N	阻力臂l₂/cm
1	2	12.0	1	24.0
2	2	5.0	1	10.0
3	3	10.0	2	15.0
4	3	12.0	3	18.0

①分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是（用表格中的字母表示）。多次实验的目的是（选填“A”或“B”）；

A．寻找普遍规律 B．减小实验误差

②如图乙，此时在右侧钩码下端加挂一个钩码，杠杆会（选填“左端下沉”或“右端下沉”）；

(3) 桔槔是我国古代的取水工具，如图甲，在井边竖一根树杈，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图乙。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以（选填“增大”或“减小”）石块的质量或向（选填“左”或“右”）移动杠杆的支点；

(4) 图丙为桔棒在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为m₁ ， O处为支点，杠杆的质量为m₀ ，重心在C处，B处所挂石块的质量为m₂ ， AO=l₁ ， OC=l₀ ， OB=l₂。请写出的表达式，l₂=（用字母m₀、m₁、m₂、l₀、l₁表示）。

实验探究题普通