探究杠杆的平衡条件实验题 - 2025-2026学年苏科版物理九年级上册

探究杠杆的平衡条件实验题 2025-2026学年苏科版物理九年级上册 1. 探究杠杆的平衡条件： （1）【提出问题】如图（a）所示，是一种常见的杆秤，此时处于水平位置平衡。 发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的  来实现； 发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡，说明通过改变  的长短也可以改变杠杆的平衡。 那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢? （2）【制定计划与设计实验】 实验前，轻质杠杆处于如图（b）所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向  （选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是  。 （3）【实验结论】 如图（c）所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是  。 （4）【拓展应用】 如图（d）所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个  杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。假如托起 的重物，请你根据图（d）所示，估算出手臂要用的动力大约是   。 2. 如图所示，这是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置，每个钩码重为 （钩码个数若干）。 （1）将该装置置于水平桌面上，静止时处于如图甲所示状态。应将平衡螺母向  （选填“左”或“右”）移，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于直接测量  。 （2）如图乙中杠杆恰好处于水平平衡，若在 、 两点下方各再挂一个相同的钩码，杠杆将  （选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持水平平衡”）。 （3）在如图乙实验的基础上通过改变钩码数量及移动钩码悬挂的位置进行多次实验，其目的是  （选填“减小误差”或“寻找普遍规律”），通过分析实验中的数据可得出杠杆的平衡条件是  （用式子表示）。 （4）如图丙中杠杆每个小格长度均为 ，在 点竖直悬挂 个钩码，当在 点用如图丙所示动力 拉杠杆。要使杠杆在水平位置平衡，此时动力臂为   ，动力 为   。 3. 如图所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆（相邻刻度间的距离均为 ）、支架、弹簧测力计、细线和质量为 的相同钩码若干个。（） （1）实验前，将杠杆中点 置于支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时，保持  并静止，达到平衡状态。这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量  。 （2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上 点处挂 个钩码，在 点处挂  个钩码杠杆恰好在原位置平衡。 （3）取下 点的全部钩码，用已调 的弹簧测力计在 点竖直向上拉杠杆也可使它在原位置处于平衡，则测力计的示数为   。 4. 在做“探究杠杆平衡条件”实验时，实验中所用钩码的质量均为 。 （1）实验前，应先调节杠杆在水平位置平衡。若向右调节杠杆两端的  时，可使杠杆在水平位置平衡，则调节前，杠杆  （选填“左”或“右”）端偏低。 （2）如图甲，当在杠杆左侧第 格处挂 个钩码，在右侧第 格处挂  个钩码（图中右侧钩码未画出）的时候，杠杆在水平位置平衡。此时，若将杠杆左右两侧所挂的钩码各向远离支点 的方向移动 个格，则杠杆  （选填“左”或“右”）端将下降。 （3）如图乙，当在杠杆左侧第 格处挂 个钩码，在杠杆的右侧用竖直向下的拉力 作用时，杠杆在水平位置平衡。若使杠杆继续在水平位置保持平衡，将拉力方向旋转到图中虚线位置时，拉力 的力臂将  ，拉力 的大小将  （两空都选填“变大”“变小”或“不变”）。 5. 在探究杠杆的平衡条件的实验中，所用的实验器材有杠杆尺、支架、细线、质量相同的钩码若干等。 （1）将杠杆尺装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时可将杠杆两侧的平衡螺母同时向  调。 （2）某同学进行正确的实验操作后，  （选填“能”或“不能”）根据图甲这一次实验得出结论，理由是  。 （3）如图甲所示，杠杆在水平位置平衡，若在杠杆两侧各去掉一个钩码，则杠杆  （选填“左”或“右”）端将下沉。 （4）如图乙所示，用弹簧测力计在 处竖直向上拉，杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将  （选填“变大”“变小”或“不变”），理由是  。 6. 如图所示是小王“探究杠杆的平衡条件”的装置，每个钩码重为 （钩码个数若干），弹簧测力计量程为 。 （1）将该装置置于水平桌面上，静止时处于甲图所示状态。为使杠杆在水平位置平衡，小王应将杠杆右端的平衡螺母向  （选填“左”或“右”）移，这样做的好处是便于直接测量  。 （2）乙图中杠杆恰好处于水平平衡，若在 点下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将 点的钩码向右移动  格。 （3）丙图中杠杆每个小格长度均为 ，在 点竖直悬挂 个重为 的钩码，当在 点用如丙图所示动力 拉杠杆。使杠杆在水平位置平衡，此时动力臂为   ，动力 为   。 7. 在探究杠杆平衡条件的实验中： （1）如图甲所示，调节平衡后，小明在杠杆上 点处挂 个钩码，在 点处挂  个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小华便得出了杠杆的平衡条件为：动力 动力臂 阻力 阻力臂。小明认为小华这样得出的结论不合理。理由是：  。 （2）小明又用如图乙所示装置进行实验，弹簧测力计的读数应是   （一个钩码重 ）。若将弹簧测力计沿顺时针缓慢旋转至竖直方向，则其示数  （选填“变大”、“变小”、“不变”）。 8. 利用杠杆开展相关实验探究： （1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向  （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡； （2）如图乙所示，在 点挂 个重力均为 的钩码，在 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为   ；若在第（）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会  （选填“偏大”“偏小”或“不变”）； （3）始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中，弹簧测力计拉力的力臂  （选填“变大”“变小”或“不变”，下同），拉力的大小  。 9. 用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。 （1）实验开始时，杠杆的位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向  （填“左”或“右”）移动。 （2）如图乙所示，在刻度线“”处挂 个钩码，在刻度线“”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为 ，将弹簧力计斜向左拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数  （填“”、“”或“”）；再将弹簧测力计斜向右拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数  （填“”、“”或“”）。 （3）得到实验结论后，利用图乙所示的装置，只借助杠杆上刻度线，右侧只使用弹簧测力计，左侧只悬挂重物，若弹簧测力计的量程是 ，当杠杆在水平位置平衡时，通过计算可知，悬挂的重物最重可达   。 10. 如图所示，小梦学习小组利用铁架台、带有刻度的杠杆细线、弹簧测力计、若干钩码（每个钩码重均为 ）等实验器材，探究“杠杆的平衡条件”。 （1）实验前，小梦观察到杠杆如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右侧的平衡螺母向  （选填“左”或“右”）调节。 （2）将天平调整好后，如图乙所示，在 点挂 个钩码，应在 点挂  个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量  。在上述实验中，若将水平位置平衡的杠杆，两端同时去掉一个钩码，杠杆  （选填“仍然平衡”“沿顺时针旋转”或“沿逆时针旋转”）。 （3）如图乙所示，小梦用弹簧测力计替代钩码，在 点竖直向下拉，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐   （选填“变大”或“变小”）。 11. 小明同学在“探究杠杆平衡条件的实验”中： （1）实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向  调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是  。 （2）如图甲所示，在 点挂 个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在 点挂  个相同的钩码。 （3）如图乙所示，改用弹簧测力计向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从 位置转动到 位置时其示数将  ，原因是  。 （4）小明查阅资料发现：当杠杆平衡时，所有动力与其力臂乘积之和等于所有阻力与其力臂乘积之和相等。于是他做了如图丙所示的实验，在杠杆左端挂了一个重为 的物体，在杠杆右端不同位置分别挂了重为 和 的物体，并测出相对应的力臂，杠杆仍然在水平位置平衡。请写出此状态下杠杆平衡时的表达式：  。（答案必须利用丙图给的物理量表示） （5）学习了机械效率后，如图丁小明使用同一杠杆（质地均匀）采用两种方法将物体 提升相同的高度，在工作过程中方法一和方法二的机械效率分别为 和 ，则   （“”、“”或 ”）。 12. 在“研究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的质量都相等。 （1）实验开始时，杠杆如图甲所示处于静止状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向  移动（选填“左”或“右”）。 （2）调节杠杆水平平衡后，在杠杆上挂了如图乙所示 组钩码。放手后，杠杆在水平位置是否  （选填“平衡”或“不平衡”）。 （3）实验过程中使杠杆水平平衡的目的是  。 （4）用弹簧测力计和钩码配合使用，也可以硏究杠杆平衡条件。如图丙所示，若每个钩码的质量是 ，则可用量程为 的弹簧测力计在  处（选填“”、“”或“”）竖直向上拉杠杆，在水平位置平衡，获取实验数据。 （5）用绳子拴住一根粗细不同的木头某处，静止后木头水平平衡，如图丁所示，现将木头从拴绳处沿竖直方向切成 、 两段，可判断   （填“”、“”、“”）。 答案 1. （1） 力；力臂 【解析】【提出问题】小明在左侧挂钩上增加物体，改变了杠杆所受的力，改变了杠杆的平衡； 小新移动秤砣改变秤砣对杆力的力臂，使其恢复水平位置平衡，说明通过改变力臂的长短也可以改变杠杆的平衡。     （2） 右；便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响 【解析】【制定计划与设计实验】图（b）可知，杠杆的右端上翘，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响。     （3） 动力 动力臂 阻力 阻力臂 【解析】【实验结论】图（c），设每个钩码的重力为 ，每个小格的长度为 ，分析三次实验， 甲图：； 乙图：； 丙图：； 所以可得杠杆的平衡条件是：，即：动力 动力臂 阻力 阻力臂。     （4） 费力；； 【解析】【拓展应用】图（d）中，支点在 点，做出杠杆所受的力及对应的力臂，如下图： 由图知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，为费力杠杆； 由图知，阻力臂大约为动力臂的 倍，根据杠杆平衡条件： 。 2. （1） 左；力臂 【解析】为使杠杆在水平位置平衡，杠杆右端下沉，应将杠杆的平衡螺母向左移。在实验中也必须使杠杆在水平位置平衡是为了便于测量力臂。     （2） 右端下沉 【解析】如图乙所示，设一格的长度为 ，根据杠杆的平衡条件可比较左右两侧力与力臂的乘积： 左端：， 右端：， 左端力与力臂的乘积小于右端的力与力臂的乘积，在 、 两点下方各再挂一个相同的钩码，杠杆将右端下沉；     （3） 寻找普遍规律；； 【解析】该实验是探究杠杆的平衡条件，实验中测量多组数据，是为了寻找普遍性规律；由几组数据分析，各组数据的“动力 动力臂”与“阻力 阻力臂”相等，可知杠杆平衡条件为：；     （4） ； 【解析】当动力在 点斜向下拉（与水平方向成 角）动力臂是：， 根据杠杆的平衡条件 可得，动力为：。 3. （1） 水平；力臂 【解析】实验时，要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆不挂钩码时，沿水平方向静止保持平衡，这样，挂钩码时，两侧的力臂都正好与杠杆重合，便于在杠杆上直接测量力臂的长度。     （2） 【解析】根据杠杆平衡条件得 解得 故应在 处挂 个钩码。     （3） 【解析】根据杠杆平衡条件得 解得 测力计的示数为 。 4. （1） 平衡螺母；左 【解析】实验前，为了便于测量杠杆的力臂，应使杠杆在水平位置平衡，若向右调节平衡螺母，可使杠杆在水平位置平衡，则调节前，杠杆的左端偏低。     （2） ；左 【解析】如图甲，在杠杆左侧第 格处挂 个钩码，设杠杆上每一小格的长度为 ，每个钩码的重力为 ，由杠杆平衡条件可得 ，解得 ，故应在右侧第 格处挂 个钩码。若将杠杆左、右两侧所挂的钩码各向远离支点 的方向移动 个格，则杠杆左边力与力臂的乘积为 ，杠杆右边力与力臂的乘积为 ，因杠杆左边力与力臂的乘积大于杠杆右边力与力臂的乘积，故杠杆左端下降。     （3） 变小；变大 【解析】由杠杆平衡条件可得 ，将拉力方向旋转到图中虚线位置时，阻力与阻力臂不变，拉力 的力臂变小，故拉力 将变大。 5. （1） 左 【解析】杠杆右端下沉，说明右侧比左侧重，应将平衡螺母向左端移动。     （2） 不能；一次实验得出的结论具有偶然性 【解析】探究物理规律时，应进行多次实验使结论具有普遍性。     （3） 左 【解析】两侧各去掉一个钩码后，杠杆左侧力和力臂的乘积大于右侧力和力臂的乘积，故左端将下沉。     （4） 变大；拉力的力臂变小 【解析】弹簧测力计向右倾斜时，拉力的力臂减小，由 可知拉力将变大。 6. （1） 左；力臂     （2）     （3） ； 7. （1） ；只做一次实验，不能得出普遍规律，不同的物理量不能相加     （2） ；变小 8. （1） 左     （2） ；偏小     （3） 变小；不变 9. （1） 右 【解析】由图甲可以看出，杠杆的右编上翘，故平衡螺母向上翘的右端移动，才能使杠杆在水平位置平衡。     （2） ； 【解析】图乙中，弹簧测力计竖直向下拉杠杆时，控力力臂为 格，将弹簧测力计斜向左拉杠杆时，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大；当将弹簧测力计斜向右拉杠杆时，拉力力臂也变小。使得拉力变大，弹簧测力计示数也变大。     （3） 【解析】根据杠杆平衡条件 ，当 ， 格， 格时，所测的重力最大，即 。 10. （1） 左 【解析】杠杆右端较低，为使其在水平位置平衡，应向左端移动平衡螺母。       （2） ；力臂的大小；沿逆时针旋转 【解析】 个钩码的重是 ，设杠杆的一个小格是 ，根据杠杆平衡条件 得：，解得 ，即在 处挂两个钩码。使杠杆在水平位置平衡，可忽略杠杆的自重对实验的影响，并便于测量力臂。两端同时去掉 个钩码后，作用在 点的力 ，作用在 点的力 ，此时 ，，，因此杠杆沿逆时针旋转。       （3） 变大 【解析】如果改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右下方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。 11. （1） 右；便于测量力臂大小 【解析】调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端下沉，左端的平衡螺母应向右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。       （2） 【解析】设杠杆每个格的长度为 ，每个钩码的重力为 。根据杠杆平衡条件： 即 ，得 ，需挂 个钩码。       （3） 变大；力臂变短 【解析】若拉力从 位置转动到 位置，此时 的力臂变短，根据杠杆平衡条件，力变大。       （4） 【解析】由题意知：所有动力与其力臂乘积之和等于所有阻力与其力臂乘积之和，图丙中有 个动力， 个阻力，则有 。       （5） 【解析】方法一和方法二都将物体 提升相同高度，故两种方法有用功相同，但是方法一杠杆支点不在杠杆重心位置，杠杆重力做功，故方法额外功大于方法二的额外功，故方法一的机械效率小于方法二的机械效率。 12. （1） 左 【解析】图甲中，杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的螺母向左调。       （2） 不平衡 【解析】图乙中，设一格为 ，一个钩码重 ，则有 ， 即右边的力和力臂的乘积大于左边的力和力臂的乘积，杠杆不能在水平位置平衡，会沿顺时针方向转动。       （3） 便于测量力臂 【解析】当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂等于支点到力的作用线的距离，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。       （4） 【解析】图丙中，钩码对杠杆的作用力使杠杆沿逆时针转动，现欲用弹簧测力计沿竖直向上的力拉杠杆，要保持杠杆保持平衡状态，则弹簧测力计的作用力应使杠杆沿顺时针转动，所以要作用在杠杆的左端；丙图中钩码的重力 ； 由杠杆平衡条件 可得，如果拉力在 点，则 ， 因为弹簧测力计的量程为 ，拉力超过了测力计的量程； 如果拉力在 点，则 ， 拉力没有超过弹簧测力计的量程，故弹簧测力计在 处竖直向上拉杠杆，可以使其在水平位置平衡，获取实验数据。       （5） 【解析】用绳子拴住一根粗细不同的木头某处，静止后木头水平平衡，支点 左端部分重为 ，重心为 ；右端部分重为 ，重心为 ，杠杆的示意图如下图所示： 根据力臂的定义，左端部分重力力臂大小就等于 ，右端部分重力力臂大小等于为 ，。 根据杠杆的平衡条件 ，得到 。 学科网（北京）股份有限公司 $$