Question

【题目】小红和小明合作进行“杠杆平衡条件”的实验探究．

（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向_____（填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡．

（2）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中．

次数	F1/N	L1/cm	F2/N	L2/cm
1	1	10	2	5
2	2	10	1	20
3	2	15	3	10

小明根据表格数据得出杠杆平衡条件是：_____．

（3）在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是_____（填序号）

A．使测量数据更准确

B．多次测量取平均值减小误差

C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性

（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂_____个钩码．当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂钩码同时向O靠近一格，杠杆会_____（填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）．

（5）完成实验后，小红利用杠杆的平衡条件来测量石块的密度：

①在溢水杯中装满水，如图丙所示，将石块缓慢浸没在水中，让溢出的水流入小桶A中；

②将石块从溢水杯中取出，擦干后放入另一相同小桶B中，将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端，移动小桶在杠杆上的位置，直至杠杆在水平位置恢复平衡，如图丁所示；

③此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为13cm和5cm，若不考虑小桶重力，则石块密度的测量值为_____kg/m3；若考虑小桶重力，石块的实际密度将比上述测量值_____（选填“大”或“小”）．

Answer 1

【答案】右 F1L1=F2L2 C 6 左侧下降 2.6×103 大

【解析】

(1)[1] 若实验前杠杆如图甲所示，左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡；

(2)[2] 分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：F1L1=F2L2；

(3)[3] 探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，使结论具有普遍性，故选C；

(4)[4] 设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，

即：

4G×3L=FB×2L

解得：

FB=6G

需挂6个钩码；

[5] 根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧：

4G×2L=8GL

右侧：

6G×L=6GL

因为：

8GL＞6GL

所以杠杆左端会下降；

(5)[6] 将装有水和石块的A、B两个小桶分别挂在调好的杠杆两端，移动小桶在杠杆上的位置，直到杠杆在水平位置回复平衡，如图丙所示。此时小桶A、B的悬挂点距支点O分别为13cm和5cm，若不考虑小桶重力，根据杠杆平衡条件可知，

G石L1=G水L2

即：

m石gL1=m水gL2

ρ石V石gL1=ρ水V水gL2

ρ石V石L1=ρ水V水L2

因为倒出的水的体积就是石块的体积，即：

V石=V水

则石块的密度：

[7] 若考虑小桶重力，质量偏大。由得：石块的实际密度将比上述测量值偏大。