Question

【題目】小紅和小明合作進行“杠桿平衡條件”的實驗探究．

（1）若實驗前杠桿如圖甲所示，可將杠桿兩端的平衡螺母向_____（填“左”或“右”）調節，使杠桿在水平位置平衡．

（2）在杠桿兩端加掛鉤碼，并移動鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，測出力臂，多次實驗并把數據記錄在表格中．

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

小明根據表格數據得出杠桿平衡條件是：_____．

（3）在實驗中，改變力和力臂的大小得到多組數據的目的是_____（填序號）

A．使測量數據更準確

B．多次測量取平均值減小誤差

C．避免偶然性，使實驗結論具有普遍性

（4）杠桿調節平衡后，小紅在杠桿上的A點處掛4個鉤碼，如圖乙所示，為使杠桿重新平衡，應在B點掛_____個鉤碼．當杠桿平衡后，將A點和B點下方所掛鉤碼同時向O靠近一格，杠桿會_____（填“左側下降”、“右側下降”或“仍水平平衡”）．

（5）完成實驗后，小紅利用杠桿的平衡條件來測量石塊的密度：

①在溢水杯中裝滿水，如圖丙所示，將石塊緩慢浸沒在水中，讓溢出的水流入小桶A中；

②將石塊從溢水杯中取出，擦干后放入另一相同小桶B中，將裝有水和石塊的A、B兩個小桶分別掛在調好的杠桿兩端，移動小桶在杠桿上的位置，直至杠桿在水平位置恢復平衡，如圖丁所示；

③此時小桶A、B的懸掛點距支點O分別為13cm和5cm，若不考慮小桶重力，則石塊密度的測量值為_____kg/m3；若考慮小桶重力，石塊的實際密度將比上述測量值_____（選填“大”或“小”）．

Answer 1

【答案】右 F1L1=F2L2 C 6 左側下降 2.6×103 大

【解析】

(1)[1] 若實驗前杠桿如圖甲所示，左端下沉，右端上翹，可將杠桿兩端的平衡螺母向右調節，使杠桿在水平位置平衡；

(2)[2] 分析表格中的數據可得出杠桿平衡的條件是：F1L1=F2L2；

(3)[3] 探究杠桿平衡的條件時，多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實驗數據歸納出物理規律，使結論具有普遍性，故選C；

(4)[4] 設杠桿每個格的長度為L，每個鉤碼的重力為G，根據杠桿的平衡條件：FALA=FBLB，

即：

4G×3L=FB×2L

解得：

FB=6G

需掛6個鉤碼；

[5] 根據杠桿的平衡條件：FALA=FBLB，若A、B兩點的鉤碼同時向靠近支點的方向移動一個格，則左側：

4G×2L=8GL

右側：

6G×L=6GL

因為：

8GL＞6GL

所以杠桿左端會下降；

(5)[6] 將裝有水和石塊的A、B兩個小桶分別掛在調好的杠桿兩端，移動小桶在杠桿上的位置，直到杠桿在水平位置回復平衡，如圖丙所示。此時小桶A、B的懸掛點距支點O分別為13cm和5cm，若不考慮小桶重力，根據杠桿平衡條件可知，

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

因為倒出的水的體積就是石塊的體積，即：

V石=V水

則石塊的密度：

[7] 若考慮小桶重力，質量偏大。由得：石塊的實際密度將比上述測量值偏大。