《2025年学霸提优大试卷九年级物理上册苏科版》

27. (10分)小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验.

(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,这时应将平衡螺母向左(填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡.
(2)得出杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”后,小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系.实验过程中,保持阻力和阻力臂不变,在杠杆水平平衡时,测出多组动力$F_{1}和动力臂l_{1}$的数据,并绘制了$F_{1}与l_{1}$的关系图像,如图所示,请根据图像推算,当$l_{1}$为0.1m时,$F_{1}$为6N.
(3)下列四个因素中,不会带来实验误差的是A.
A. 铁架台自身的重力足够大 B. 单个钩码的重力不完全相等
C. 悬挂钩码的绳套重力偏大 D. 杠杆与转轴之间的摩擦偏大
(4)小周同学所在实验小组在完成规定实验后,他们进一步探究,如果杠杆受到$F_{2}$、$F_{3}$两个阻力,结果会怎样?通过实验,他们得到了如图所示的结果.根据这个结果,可以初步得到,在这种情况下杠杆的平衡条件为:$F_{1}l_{1}= $$F_{2}l_{2}+F_{3}l_{3}$.($F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}的力臂分别用l_{1}$、$l_{2}$、$l_{3}$表示)

答案：
(1)左
(2)阻力×6
(3)A
(4)F₂l₂+F₃l₃解析
(1)杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在杠杆的支点的右侧，故这时应将平衡螺母向左端调节，直到杠杆在水平位置平衡。
(2)由图中得出动力与动力臂之积为3 N×0.2 m=0.6 N·m，当l₁为0.1 m时，动力F₁=0.6 N·m/0.1 m=6 N。
(3)A.铁架台自身的重力足够大，目的是使杠杆稳定，但对杠杆的平衡无影响，故A符合题意；B.单个钩码的重力不完全相等，则多个钩码总重力无法确定，对实验结果有影响，故B不符合题意；C.悬挂钩码的绳套重力偏大，会对杠杆的平衡有影响，故C不符合题意；D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏度，对测量结果造成误差，故D不符合题意。故选A。
(4)设一个钩码的重力为G，杠杆一个格的长度为L，根据杠杆平衡条件可知，杠杆左侧F₁l₁=4G×2L=8GL，杠杆右侧F₂l₂+F₃l₃=2G×L+2G×3L=8GL，左侧力和力臂的乘积等于右侧力和力臂的乘积，即F₁l₁=F₂l₂+F₃l₃。