专题10 杠杆的平衡条件-【好题汇编】5年（2020-2024）中考1年模拟物理真题分类汇编（天津专用）

专题10 杠杆的平衡条件 1．（2024•天津中考）利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将带有滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是 　 　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，底座装有滚轮是为了减小 　 　。 2．（2023•天津中考）如图1是我国古代汲水装置——桔槔，图2是它水平静止时的简化模型，该装置是 　 　（填简单机械名称）：此时配重物重力为G1，水桶重力为G2，l1：l2＝2：1，若不计杆重，则G1：G2＝　 　。 3．（2022•天津中考）如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆，若动力F1为200N，动力臂l1为1.2m（图中未画出），阻力臂l2为0.06m，不计道钉撬自身重力。 （1）在图中画出动力臂l1； （2）求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。 4．（2021•天津中考）在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验前，若使如图1所示的杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节。 （2）实验时，在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，三次实验获得的数据如表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 　 　。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 15.0 1.5 10.0 2 1.0 20.0 2.0 10.0 3 2.0 15.0 3.0 10.0 （3）为了进一步验证实验结论，又做了如图2所示的实验，在杠杆水平平衡时： ①已知每个钩码的质量均为50g，则此次实验中阻力F2大小为 　 　N，阻力臂l2为 　 　cm；（g取10N/kg） ②请你在图中画出动力F1的力臂。 5．（2019•天津中考）如图是用撬棒撬石头的情景，下图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 6．（2024•北辰区二模）如图所示各种工具都可以看成是杠杆，其中属于费力杠杆的是（　　） A．钳子 B． 自行车手闸 C．剪铁片剪刀 D．赛艇的桨 7．（2024•和平区二模）中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分，如图是用切刀将黄芪切片的示意图，小明在切刀的N点施加作用力、将切刀M点下方的黄芪切断，下图能正确表示切刀工作示意图的是（　　） A． B． C． D． 8．（2023•河东区二模）如图所示，杠杆处于水平平衡状态。在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，以下判断中正确的是（　　） A．杠杆的左端下降 B．杠杆的右端下降 C．杠杆仍然保持水平平衡 D．以上情况都有可能发生 9．（2024•天津中考模拟）“节约用水，人人有责”，我们应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中最省力的是（　　） A．a B．b C．c D．d （多选）10．（2023•红桥区二模）码头上的工作人员，利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上（杠杆始终保持水平）。挂在A端的桶重100N，内部底面积为600cm2，桶内装有800N的水，水深1m。重600N的工作人员用绳子竖直拉住B端，工作人员的脚与地面的接触面积300cm2，OA：OB＝1：3。下列计算结果正确的是（　　）（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） A．水对桶底的压强为1.0×104Pa B．水对桶底的压力为600N C．人对地面的压力为375N D．人对地面的压强为1.0×104Pa 11．（2024•滨海新区模拟）小明在做手工时，用如图所示的尖嘴钳来剪断长铁丝。当小明握住 　 　（选填“A”或“B”）处时，更容易剪断铁丝，其原因是 　 　。 12．（2024•北辰区二模）如图是工人用撬棒撬起石块的情景，O是支点，若动力臂是阻力臂的5倍，则工人用50N的力能撬起重为 　 　N的石块；在动力方向不变的情况下，该工人想用更小的力撬起石块，那么他的手应该向 　 　（选填“远离”或“靠近”）支点O的方向移动。（杠杆的自重及摩擦不计） 13．（2024•红桥区三模）将边长为10cm、质量为2kg的正方体甲放在水平地面上，细绳的一端系于正方体甲中央，另一端竖直拉着杠杆的A端，把质量为0.4kg的物体乙悬挂在杠杆的B端，杠杆在水平位置平衡，如图所示。已知A0＝40cm，OB＝80cm，不计杠杆的质量，细绳对甲的拉力为 　 　N，甲对地面压强 　 　Pa，甲的密度是 　 　kg/m3（g取10N/kg）。 14．（2024•和平区二模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）将装置放在水平桌面上，静止时如图甲所示。为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　 　调节； 表2 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 2.5 0.20 2.0 0.25 2 2.0 0.15 1.5 0.20 3 1.5 0.10 0.15 … … … … … （2）在杠杆两侧挂上不同数量的钩码进行多次实验，将实验数据填入表2中。第3次实验时情景如图（乙）所示，为使杠杆在水平位置平衡，应该在A点处悬挂 　 　个钩码（每个钩码重力为0.5N，杠杆每小格长度为0.05m）； （3）分析表2中数据，找出它们之间的关系，可归纳出杠杆的平衡条件：　 ； （4）利用此实验器材和一段细线，估测一个苹果的重力，请写出简单操作思路：　 。 15．（2024•天津中考模拟）在物理兴趣实验课上，某兴趣小组用杠杆、支架、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个等实验器材来探究“杠杆的平衡条件”，如图所示。 （1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持 　 　。 （2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上左侧20cm处挂2个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，他可以在右侧10cm处处挂 　 　个钩码。若采用弹簧测力计的拉力代替动力F1，则弹簧测力计拉力的方向应竖直向 　 　拉； （3）在此探究“杠杆的平衡条件”的实验中，多次实验时始终使用同一套实验装置，这样做的目的是 　 　。采用的实验方法是 　 　。 16．（2024•河东区校级模拟）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：图1和图2中已将杠杆大小及杠杆上的刻度按照适当比例缩小。 （1）实验前，小明看到轻质杠杆位置如图1所示，为使该轻质杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节。 （2）实验时，小明在已调节水平位置平衡的该轻质杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，分别三次改变钩码的数量、移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，三次实验获得的数据如下表所示。分析表中数据，可以得出杠杆的平衡条件是 　 。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 15.0 1.5 10.0 2 1.0 20.0 2.0 10.0 3 2.0 15.0 3.0 10.0 （3）为了进一步验证实验结论，小明又做了如图2所示的实验，当杠杆在水平位置平衡时： 已知每个钩码的质量均为50g，则此次实验中阻力F2大小为 　 　N，若弹簧测力计的拉力F1为0.8N，则动力臂l1为 　 　cm。（g取10N/kg） （4）请你在图2中画出动力F1的力臂l2。 17．（2024•河东区模拟）天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小明利用实验室的器材进行了“探究杠杆的平衡条件”的实验。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 10 0.5 20 2 1.5 10 1.0 15 3 2.0 15 1.5 20 （1）实验前杠杆静止在如图1所示的位置，须将平衡螺母向 　 　调节，使杠杆在 　 　位置平衡。 （2）实验时在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，改变钩码的位置，使杠杆重新平衡，三次实验获得的数据如上表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 　 。 （3）为了进一步验证实验结论，又做了图2所示的实验，此时杠杆水平平衡。请你在图中画出动力F1和阻力F2的力臂。 （4）如图3是杆秤的示意图，使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提起B或C处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。此杆秤秤砣质量为400g，秤砣最远可移至E点（秤杆和秤钩质量忽略不计），AB、BC、BE的长度如图所示。则该杆秤的最大称量是 　 　kg。 18．（2024•河西区模拟）图1是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的装置——桔槔。图2是它水平静止时的示意图，若杠杆的支点O距左端l1＝0.5m，距右端l2＝0.2m。杠杆左端悬挂配重物体A的重力为40N，右端挂一水桶B，若不计杆重，求：水桶B的重力。 19．（2023•西青区校级模拟）搬运砖头的独轮车，车体和砖头所受的总重力G＝1000N，独轮车的有关尺寸如图所示。运砖头时从A点提起独轮车把手的力是F，求： （1）F的力臂的大小； （2）人手向上的力F的大小。 20．（2020•滨海新区模拟）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，在杠杆左端A处悬挂体积为100cm3质量为0.4kg的金属块甲，杠杆右端B处悬挂金属块乙，杠杆恰好在水平位置上平衡；已知OA长10cm，OB长20cm。（g取10N/kg，不计杠杆重、绳重） 求： （1）金属块甲的重力G甲； （2）金属块甲浸没在水中所受浮力是多大； （3）金属块甲浸没在水中后，要使杠杆重新水平位置平衡，右端金属块乙应向左移动多少厘米。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 杠杆的平衡条件 1．（2024•天津中考）利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将带有滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是 　省力　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，底座装有滚轮是为了减小 　摩擦　。 解：由图知，用金属棒撬起家具时，金属棒相当于撬棍，且动力臂大于阻力臂，所以此时金属棒属于省力杠杆； 底座装有滚轮，用滚动代替滑动，是为了减小摩擦。 答案：省力；摩擦。 2．（2023•天津中考）如图1是我国古代汲水装置——桔槔，图2是它水平静止时的简化模型，该装置是 　杠杆　（填简单机械名称）：此时配重物重力为G1，水桶重力为G2，l1：l2＝2：1，若不计杆重，则G1：G2＝　1：2　。 解：根据杠杆原理，由图知，该装置是杠杆； 由杠杆平衡条件可得：G1×l1＝G2×l2， 解得，。 答案：杠杆；1：2。 3．（2022•天津中考）如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆，若动力F1为200N，动力臂l1为1.2m（图中未画出），阻力臂l2为0.06m，不计道钉撬自身重力。 （1）在图中画出动力臂l1； （2）求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。 解：（1）动力臂为支点到动力的作用线的距离，过支点O作动力的作用线的垂线，该垂线为动力臂l1，如图所示： （2）由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2得，F24000N。 答案：（1）见解析；（2）阻力F2的大小为4000N。 4．（2021•天津中考）在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验前，若使如图1所示的杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 　右　（选填“左”或“右”）调节。 （2）实验时，在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，三次实验获得的数据如表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 　F1×l1＝F2×l2　。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 15.0 1.5 10.0 2 1.0 20.0 2.0 10.0 3 2.0 15.0 3.0 10.0 （3）为了进一步验证实验结论，又做了如图2所示的实验，在杠杆水平平衡时： ①已知每个钩码的质量均为50g，则此次实验中阻力F2大小为 　1　N，阻力臂l2为 　10.0　cm；（g取10N/kg） ②请你在图中画出动力F1的力臂。 解：（1）杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节； （2）分析表格中的数据知1.0N×15.0cm＝1.5N×10.0cm，1.0N×20.0cm＝2.0N×10.0cm，2.0N×15.0cm＝3.0N×10.0cm，故可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×l1＝F2×l2）； （3）①已知每个钩码的质量均为50g＝0.05kg，由图可知，阻力即为钩码的重力，所以阻力F2大小为： F2＝G＝mg＝2×0.05kg×10N/kg＝1N； 杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离即为阻力臂，由图知阻力臂l2为10.0cm； ②过支点O作动力F1作用线的垂线段，即动力臂l1；如图所示： 答案：（1）右；（2）F1×l1＝F2×l2；（3）①1；10.0；②见上图。 5．（2019•天津中考）如图是用撬棒撬石头的情景，下图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 解： 用撬棒撬石头时，动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力F1，从支点O向动力F1的作用线作垂线段，即为动力臂l1； 阻力是石头对撬棒的作用力F2，方向竖直向下，反向延长F2，从支点O向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂l2；故A正确，BCD错误。 答案：A。 6．（2024•北辰区二模）如图所示各种工具都可以看成是杠杆，其中属于费力杠杆的是（　　） A．钳子 B． 自行车手闸 C．剪铁片剪刀 D．赛艇的桨 解：A、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不合题意； B、自行车手闸在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不合题意； C、剪铁片剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不合题意； D、赛艇的桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意。 答案：D。 7．（2024•和平区二模）中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分，如图是用切刀将黄芪切片的示意图，小明在切刀的N点施加作用力、将切刀M点下方的黄芪切断，下图能正确表示切刀工作示意图的是（　　） A． B． C． D． 解：据图可知，当切黄芪时，其会绕着切刀右边的固定点转动，即为支点，所按压的那一点，即动力作用点，方向向下；而黄芪对切刀有一个向上的阻力，该点就是阻力作用点，阻力的方向是向上的。 答案：C。 8．（2023•河东区二模）如图所示，杠杆处于水平平衡状态。在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，以下判断中正确的是（　　） A．杠杆的左端下降 B．杠杆的右端下降 C．杠杆仍然保持水平平衡 D．以上情况都有可能发生 解：设一个钩码重为G，一格长度为L， 原来：2G×3L＝3G×2L，杠杆平衡， 现在各增加一个质量相同的钩码，则：3G×3L＞4G×2L， 所以杠杆不再平衡，杠杆的左端下沉。 答案：A。 9．（2024•天津中考模拟）“节约用水，人人有责”，我们应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中最省力的是（　　） A．a B．b C．c D．d 解：根据杠杆平衡条件F1 L1＝F2 L2可知，当阻力和阻力臂的乘积一定时，动力臂越大，动力越小。由题图可知，当动力作用点在杠杆末端且动力方向与杠杆垂直的时候，即b方向，动力臂最大，故此时动力最小，最省力，故B正确。 答案：B。 （多选）10．（2023•红桥区二模）码头上的工作人员，利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上（杠杆始终保持水平）。挂在A端的桶重100N，内部底面积为600cm2，桶内装有800N的水，水深1m。重600N的工作人员用绳子竖直拉住B端，工作人员的脚与地面的接触面积300cm2，OA：OB＝1：3。下列计算结果正确的是（　　）（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） A．水对桶底的压强为1.0×104Pa B．水对桶底的压力为600N C．人对地面的压力为375N D．人对地面的压强为1.0×104Pa 解：A、水对桶底的压强p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m＝1.0×104Pa，故A正确； B、由p可得，水对桶底的压力F＝pS＝1.0×104Pa×600×10﹣4m2＝600N，故B正确； C、由杠杆平衡条件可得，G总×AO＝F拉×OB， 则F拉300N， 人对地面的压力F压＝G﹣F拉＝600N﹣300N＝300N，故C错误； D、人对地面的压强p′1.0×104Pa，故D正确。 答案：ABD。 11．（2024•滨海新区模拟）小明在做手工时，用如图所示的尖嘴钳来剪断长铁丝。当小明握住 　B　（选填“A”或“B”）处时，更容易剪断铁丝，其原因是 　增大了动力臂　。 解：尖嘴钳的动力臂大于阻力臂，所以属于省力杠杆，在用尖嘴钳剪断铁丝时，握住B处时，增大了动力臂，能够更加省力，便于剪断铁丝。 答案：B；增大了动力臂。 12．（2024•北辰区二模）如图是工人用撬棒撬起石块的情景，O是支点，若动力臂是阻力臂的5倍，则工人用50N的力能撬起重为 　250　N的石块；在动力方向不变的情况下，该工人想用更小的力撬起石块，那么他的手应该向 　远离　（选填“远离”或“靠近”）支点O的方向移动。（杠杆的自重及摩擦不计） 解：根据杠杆平衡条件可知，若动力臂是阻力臂的5倍，则阻力为动力的5倍，即G＝5F＝5×50N＝250N； 阻力、阻力臂不变，在动力方向不变的情况下，想用更小的力撬起石块，则应该增大动力臂，即工人的手应该向远离支点O的方向移动。 答案：250；远离。 13．（2024•红桥区三模）将边长为10cm、质量为2kg的正方体甲放在水平地面上，细绳的一端系于正方体甲中央，另一端竖直拉着杠杆的A端，把质量为0.4kg的物体乙悬挂在杠杆的B端，杠杆在水平位置平衡，如图所示。已知A0＝40cm，OB＝80cm，不计杠杆的质量，细绳对甲的拉力为 　8　N，甲对地面压强 　1200　Pa，甲的密度是 　2×103　kg/m3（g取10N/kg）。 解：（1）甲、乙的重力分别为：G甲＝m甲g＝2kg×10N/kg＝20N，G乙＝m乙g＝400×10﹣3kg×10N/kg＝4N， 由杠杆的平衡条件可知：FA×AO＝G乙×OB， 所以左侧细绳对杠杆的拉力：FAG乙4N＝8N， 因此细绳对甲的拉力：F甲＝FA＝8N； （2）此时甲受到竖直向下的重力、细绳对甲竖直向上的拉力和地面对甲竖直向上的支持力， 根据力平衡条件可得，地面对甲的支持力：F支＝G甲﹣F甲＝20N﹣8N＝12N； 由力的相互性可知，甲对地面的压力：F压＝F支＝12N，受力面积：S＝a2＝（10cm）2＝100cm2＝0.01m2， 所以甲对地面的压强：p1200Pa。 （3）甲的体积V甲＝a3＝（0.1m）3＝0.001m3； 甲的密度ρ甲2×103kg/m3。 答案：8；1200；2×103。 14．（2024•和平区二模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）将装置放在水平桌面上，静止时如图甲所示。为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　右　调节； 表2 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 2.5 0.20 2.0 0.25 2 2.0 0.15 1.5 0.20 3 1.5 0.10 0.15 … … … … … （2）在杠杆两侧挂上不同数量的钩码进行多次实验，将实验数据填入表2中。第3次实验时情景如图（乙）所示，为使杠杆在水平位置平衡，应该在A点处悬挂 　2　个钩码（每个钩码重力为0.5N，杠杆每小格长度为0.05m）； （3）分析表2中数据，找出它们之间的关系，可归纳出杠杆的平衡条件：　F1l1＝F2l2　； （4）利用此实验器材和一段细线，估测一个苹果的重力，请写出简单操作思路：　利用此实验器材和一段细线，估测一个苹果的重力，就需要利用杠杆平衡的条件，将苹果悬挂在杠杆的一端，另一端挂钩码，根据平衡条件算出苹果重力　。 解：（1）由图知，右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向右调节。 （2）每个钩码重力为0.5N，杠杆每小格长度为0.05m，由图可知，杠杆左端挂了3个钩码，重1.5N，钩码在两格处，到支点的距离为0.10m，A点在三格处，到支点的距离为0.15m，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知1.5N×0.10m＝F2×0.15m，解得F2＝1N，所以需要挂2个钩码。 （3）根据表中数据可知，发现 2.5N×0.20m＝2.0N×0.25m 2.0N×0.15m＝1.5N×0.20m…….所以，杠杆的平衡条件为F1l1＝F2l2。 （4）利用此实验器材和一段细线，估测一个苹果的重力，就需要利用杠杆平衡的条件，将苹果悬挂在杠杆的一端，另一端挂钩码，根据平衡条件算出苹果重力。 答案：（1）右；（2）2；（3）F1l1＝F2l2；（4）利用此实验器材和一段细线，估测一个苹果的重力，就需要利用杠杆平衡的条件，将苹果悬挂在杠杆的一端，另一端挂钩码，根据平衡条件算出苹果重力。 15．（2024•天津中考模拟）在物理兴趣实验课上，某兴趣小组用杠杆、支架、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个等实验器材来探究“杠杆的平衡条件”，如图所示。 （1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向 　左　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持 　水平并静止，达到平衡状态　。 （2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上左侧20cm处挂2个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，他可以在右侧10cm处处挂 　4　个钩码。若采用弹簧测力计的拉力代替动力F1，则弹簧测力计拉力的方向应竖直向 　下　拉； （3）在此探究“杠杆的平衡条件”的实验中，多次实验时始终使用同一套实验装置，这样做的目的是 　为了便于测量力臂　。采用的实验方法是 　控制变量法　。 解：（1）杠杆右端下沉，则左端上翘，应将平衡螺母向左调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态； （2）设每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可得，2G×20cm＝nG×10cm， 解得n＝4，应在右侧10厘米处处挂4个钩码； 杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，若采用弹簧测力计拉的方法，则弹簧测力计拉力的方向应为竖直向下； （3）实验中多次测量是为了便于测量力臂； 多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件，则实验采用的是控制变量法。 答案：（1）左；水平并静止，达到平衡状态；（2）4；下；（3）为了便于测量力臂；控制变量法。 16．（2024•河东区校级模拟）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：图1和图2中已将杠杆大小及杠杆上的刻度按照适当比例缩小。 （1）实验前，小明看到轻质杠杆位置如图1所示，为使该轻质杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的螺母向 　右　（选填“左”或“右”）调节。 （2）实验时，小明在已调节水平位置平衡的该轻质杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，分别三次改变钩码的数量、移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，三次实验获得的数据如下表所示。分析表中数据，可以得出杠杆的平衡条件是 　动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×l1＝F2×l2）　。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 15.0 1.5 10.0 2 1.0 20.0 2.0 10.0 3 2.0 15.0 3.0 10.0 （3）为了进一步验证实验结论，小明又做了如图2所示的实验，当杠杆在水平位置平衡时： 已知每个钩码的质量均为50g，则此次实验中阻力F2大小为 　1　N，若弹簧测力计的拉力F1为0.8N，则动力臂l1为 　12.5　cm。（g取10N/kg） （4）请你在图2中画出动力F1的力臂l2。 解：（1）如图甲所示，杠杆静止时，左端下沉，应将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）分析表格中的数据知1.0N×15.0cm＝1.5N×10.0cm；1.0N×20.0cm＝2.0N×10.0cm；2.0N×15.0cm＝3.0N×10.0cm，故可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×l1＝F2×l2）； （3）已知每个钩码的质量均为50g＝0.05kg，由图可知，阻力大小等于钩码的重力，所以阻力F2大小为：F2＝G＝mg＝2×0.05kg×10N/kg＝1N； 杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离即为阻力臂，由图知阻力臂l2为10.0cm； 根据杠杆平衡的条件得，1N×10.0cm＝0.8N×l2，解得，l2＝12.5cm； （4）沿力F1的方向作出F1的作用线，由支点O向F1的作用线作垂线，垂线段的长度就为F1的力臂l1，如图所示： 答案：（1）右；（2）动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×l1＝F2×l2）；（3）1；12.5；（4）见解答图。 17．（2024•河东区模拟）天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小明利用实验室的器材进行了“探究杠杆的平衡条件”的实验。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 10 0.5 20 2 1.5 10 1.0 15 3 2.0 15 1.5 20 （1）实验前杠杆静止在如图1所示的位置，须将平衡螺母向 　左　调节，使杠杆在 　水平　位置平衡。 （2）实验时在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，改变钩码的位置，使杠杆重新平衡，三次实验获得的数据如上表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 　F1l1＝F2l2　。 （3）为了进一步验证实验结论，又做了图2所示的实验，此时杠杆水平平衡。请你在图中画出动力F1和阻力F2的力臂。 （4）如图3是杆秤的示意图，使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提起B或C处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。此杆秤秤砣质量为400g，秤砣最远可移至E点（秤杆和秤钩质量忽略不计），AB、BC、BE的长度如图所示。则该杆秤的最大称量是 　10　kg。 解：（1）图甲中，杠杆右端下沉，说明右端杠杆的重心向右偏，应向左调节平衡螺母，才能让杠杆在水平位置平衡； （2）由表格数据知，每组对应的动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，所以有F1l1＝F2l2； （3）已知支点为O，延长并画出F1作用线，过点O分别作力F1作用线的垂线段L1、力F2作用线的垂线段L2，则L1、L2即为所求作的力臂，如图所示： （4）秤砣的重力G＝mg＝0.4kg×10N/kg＝4N，图丁中，用手提起B处的秤纽，则动力臂较大，动力一定，阻力臂一定，据杠杆平衡条件知，阻力较大，则有4N×0.5m＝G×0.02m，解得G4N＝100N，则秤纽的最大称量是m10kg。 答案：（1）左；水平；（2）F1l1＝F2l2；（3）见解答；（4）10。 18．（2024•河西区模拟）图1是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的装置——桔槔。图2是它水平静止时的示意图，若杠杆的支点O距左端l1＝0.5m，距右端l2＝0.2m。杠杆左端悬挂配重物体A的重力为40N，右端挂一水桶B，若不计杆重，求：水桶B的重力。 解：设杠杆右端的拉力为FB，根据杠杆平衡条件可得：GA×L1＝FB×L2， 即：40N×0.5m＝FB×0.2m，解得：FB＝100N，水桶B的重力为100N； 答：水桶B的重力是100N。 19．（2023•西青区校级模拟）搬运砖头的独轮车，车体和砖头所受的总重力G＝1000N，独轮车的有关尺寸如图所示。运砖头时从A点提起独轮车把手的力是F，求： （1）F的力臂的大小； （2）人手向上的力F的大小。 解：（1）由图可知，独轮车的轮轴处是支点，其中人手的力为动力F，支点到动力作用线的距离是动力臂，由图可知动力臂的长度l1＝1m。 （2）车体和砖头所受的总重力G是阻力，支点到重力G作用线的距离是阻力臂，故l2＝0.3m；根据杠杆的平衡条件得： F×l1＝G×l2， F300N。 答：（1）F的力臂的大小为1m； （2）人手向上的力F的大小为300N。 20．（2020•滨海新区模拟）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，在杠杆左端A处悬挂体积为100cm3质量为0.4kg的金属块甲，杠杆右端B处悬挂金属块乙，杠杆恰好在水平位置上平衡；已知OA长10cm，OB长20cm。（g取10N/kg，不计杠杆重、绳重） 求： （1）金属块甲的重力G甲； （2）金属块甲浸没在水中所受浮力是多大； （3）金属块甲浸没在水中后，要使杠杆重新水平位置平衡，右端金属块乙应向左移动多少厘米。 解：（1）金属块甲的质量为0.4kg，则其重力为： G甲＝m甲g＝0.4kg×10N/kg＝4N； （2）金属块甲浸没在水中所受浮力： F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg＝1N； （3）金属块甲在空气时，杠杆处于平衡状态， 根据杠杆的平衡条件可知：G甲LOA＝G乙LOB， 则乙的重力为：G乙2N； 金属块甲浸没在水中时对杠杆的拉力为：FA＝G甲﹣F浮＝4N﹣1N＝3N； 要使杠杆保持平衡，则：FALOA＝G乙LOC， 则：LOC0.15m， 故右端金属块乙应向左移动的距离为：ΔL＝0.2m﹣0.15m＝0.05m＝5cm。 答：（1）金属块甲的重力G甲为4N； （2）金属块甲浸没在水中所受浮力是1N； （3）金属块甲浸没在水中后，要使杠杆重新水平位置平衡，右端金属块乙应向左移动5厘米。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$