人教版物理八年級(jí)下冊(cè)第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械 探究杠桿平衡條件 實(shí)驗(yàn)題

第十二章：簡(jiǎn)單機(jī)械探究杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)題2023年人教版八年下學(xué)期物理鞏固基礎(chǔ)專項(xiàng)講義第一部分：考點(diǎn)解讀探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)題1.考點(diǎn)（1）讓支點(diǎn)處于杠桿中央的目的：減小杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響。（2）杠桿平衡螺母的調(diào)節(jié)：左高左調(diào)、右高右調(diào)。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)鉤碼的懸掛位置使杠桿在水平位置靜止，目的是便于測(cè)量力臂。（4）本實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的是避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，得出普遍規(guī)律。（5）用彈簧測(cè)力計(jì)代替杠桿一側(cè)所掛鉤碼，當(dāng)測(cè)力計(jì)由豎直方向拉變成傾斜拉，要使杠桿仍保持平衡，測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變大，是因?yàn)槔Φ牧Ρ圩冃?。?）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂(F1L1＝F2L2)2.解決杠桿平衡條件的探究問題基本要領(lǐng)（1）知道杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是方便從杠桿上量出力臂。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：杠桿的平衡條件是動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂，寫成公式為F1l1＝F2l2。（3）還可以利用動(dòng)力乘以動(dòng)力臂是否等于阻力乘以阻力臂來判斷杠桿平衡與否。第二部分：真題呈現(xiàn)1.如圖所示是洋洋和聰聰利用刻度均勻的輕質(zhì)杠桿探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）實(shí)驗(yàn)前沒掛鉤碼時(shí)，杠桿靜止的位置如圖甲所示，此時(shí)應(yīng)將螺母向_____（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。（2）杠桿平衡后，若洋洋在杠桿的左右兩側(cè)分別掛上鉤碼，如圖乙所示，則杠桿的_____（選填“左”或“右”）端將會(huì)下沉，要使杠桿重新在水平位置平衡，在不改變左右兩側(cè)鉤碼個(gè)數(shù)的前提下，只需將_____即可。（3）洋洋和聰聰又分別設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案，洋洋的方案如圖丙所示，聰聰?shù)姆桨溉鐖D丁所示。你認(rèn)為_____的實(shí)驗(yàn)方案更好，請(qǐng)說明你的理由_____;_____圖中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)更大一些。（4）實(shí)驗(yàn)中洋洋發(fā)現(xiàn):如果在杠桿的0點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)施加一個(gè)向上的力，這個(gè)力在探究實(shí)驗(yàn)時(shí)_____（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）影響到杠桿的平衡，請(qǐng)說明理由_____。2.如圖所示是“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置，每個(gè)鉤碼重0.5N。（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上。若杠桿在不掛鉤碼時(shí)右端拍起，則應(yīng)將左端的螺母向_____（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。（2）如圖甲，若在A點(diǎn)掛兩個(gè)鉤碼時(shí)，在B點(diǎn)應(yīng)掛_____個(gè)鉤碼，才能使杠桿在水平位置平衡。改變_____和_____，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。（3）如圖乙，用彈簧測(cè)力計(jì)在C點(diǎn)_____（選填“斜向上拉”或“斜向下拉”），也能使杠桿在水平位置平衡;若此時(shí)將彈簧測(cè)力計(jì)改為豎直拉，依然使杠桿在水平位置平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)_____，因?yàn)槔Φ牧Ρ踎____（選填“變大”、“變小”或“不變”）。3.用如圖所示裝置測(cè)量動(dòng)滑輪的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。序號(hào)序號(hào)動(dòng)滑輪重力GsN鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩的拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率①0.110.20.60.483.3%②0.120.21.10.4③0.220.21.20.483.3%（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)沿豎直向上_____拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在動(dòng)滑輪下面的鉤碼緩緩上升。（2）第②次實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得動(dòng)滑輪的機(jī)械效率約為_____。（3）分析表中①②次實(shí)驗(yàn)可知，對(duì)于同一動(dòng)滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機(jī)械效率將_____（選填“增大”“減小”或“不變”）;分析表中_____次實(shí)驗(yàn)可知，提升相同重力的鉤碼時(shí)，_____的重力增大，其機(jī)械效率將_____（選填“增大”“減小“或”不變“）。（3）分析表中數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)≠62第三部分：自主練習(xí)1.在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)鉤碼質(zhì)量都相等。（1）如圖甲所示，杠桿在此位置靜止，這時(shí)杠桿（選填“平衡”或“不平衡”）。（2）調(diào)節(jié)杠桿的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，是為了便于測(cè)量。（3）如圖乙所示，若在A位置掛兩個(gè)鉤碼，現(xiàn)有三個(gè)鉤碼，需掛在杠桿O點(diǎn)右側(cè)第格的位置，使杠桿再次在水平位置平衡。（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次換用不同數(shù)量的鉤碼，并改變鉤碼在杠桿上的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。這樣做的目的是。（5）如圖丙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)在B位置向下拉杠桿，保持杠桿在水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)由圖中a位置移至b位置時(shí)，其示數(shù)（選填“變大”“不變”或“變小”）。2.下面是探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)過程，請(qǐng)回答下列問題。（1）實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是。（2）如圖甲所示，要想使杠桿在水平位置平衡，只需將支點(diǎn)側(cè)的鉤碼向右移動(dòng)一格即可。通過改變力和力臂進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，收集到了如表所示的數(shù)據(jù)，通過分析可以得出杠桿平衡的條件是：杠桿平衡時(shí)。次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm110.120.0521.50.210.3320.110.2410.252.50.1（3）天平的實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿，根據(jù)前面的探究可知，若在調(diào)節(jié)天平時(shí)將游碼歸零后，指針指在分度盤中線的左側(cè)（如圖乙），則應(yīng)向調(diào)節(jié)平衡螺母才能使天平平衡，這個(gè)過程實(shí)際上是通過改變（填“力”或“力臂”）使天平平衡的。（4）如圖丙所示，用天平測(cè)量物體質(zhì)量的過程中將物體和砝碼的位置放反了，若游碼在零刻線處時(shí)天平平衡，則根據(jù)杠桿平衡條件判斷，此時(shí)測(cè)量的結(jié)果與真實(shí)值相比會(huì)（填“偏大”、“偏小”或“沒有變化”）。3.小明利用如圖所示的裝置探究杠桿平衡條件。（1）圖甲中，杠桿靜止時(shí)處于（選填“平衡”或“不平衡”）狀態(tài).為使杠桿在水平位置平衡，小明應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向選填“左”或“右”）移。（2）如圖乙所示，在杠桿左側(cè)A位置（左邊位置第四格）先掛了3個(gè)鉤碼，每個(gè)鉤碼為0.5N，在右側(cè)B位置（右邊位置第三格）用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉杠桿，使其在水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為N。（3）如圖丙所示，小明在A位置掛一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，在B位置掛了2個(gè)鉤碼現(xiàn)將彈簧測(cè)力計(jì)從C位置移到D位置，在此過程中杠桿始終在水平位置保持平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（4）小明用如圖丁裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)總是無法得到教材上所給出的杠桿平衡條件，其原因是。4.同學(xué)們進(jìn)行了“影響滑輪組機(jī)械效率因素”的實(shí)驗(yàn)探究，用到的裝置如圖，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m鉤碼上升高度h/m繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η120.11.20.355.6%220.21.20.655.6%340.11.90.370.2%440.11.30.561.5%（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第4次實(shí)驗(yàn)是用圖所示裝置來完成的。（3）通過比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：使用同一滑輪組提升相同重物，滑輪組的機(jī)械效率與重物上升高度（選填“無關(guān)”或“有關(guān)”）。（4）通過比較兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機(jī)械效率越高。（5）通過比較3、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出：不同滑輪組提升相同重物，動(dòng)滑輪越重機(jī)械效率（選填“越大”或“越小”）。5.有人說，同一機(jī)械的機(jī)械效率是不變的。小華設(shè)計(jì)了“探究滑輪組機(jī)械效率與所提升重物質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，來檢驗(yàn)此說法是否正確。（1）如圖所示，小華在實(shí)驗(yàn)中保持滑輪組不變，改變重物的質(zhì)量，通過彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)繩子使重物緩緩上升，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表（g取10N/kg）：序號(hào)重物質(zhì)量/kg重物上升距離/cm彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N繩端移動(dòng)距離/cm機(jī)械效率10.1101.12045.5%20.2101.620