探究类学生必做实验五：探究杠杆的平衡条件 2026年中考物理二轮复习 专项练习

探究类学生必做实验五：探究杠杆的平衡条件 参考答案与试题解析 一．实验探究题（共10小题） 1．小明利用图示的实验装置“探究杠杆的平衡条件”。 【实验装置】 （1）图甲中，杠杆静止时　是　 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态。 【实验过程】 （2）如图乙所示，在杠杆的两端加挂并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，同时测出力臂大小，并将收集的数据记录在表中： 次数 动力F1 动力臂l1 阻力F2 阻力臂l2 1 6 5 5 6 2 5 10 10 5 3 4 15 6 10 4 2 20 8 5 小明分析发现表格设计存在缺陷，请指出　物理量均未带单位　 。 【分析】（1）杠杆处于静止或匀速转动状态是平衡状态； （2）表格中第一排力和力臂都没有带单位。 【解答】解：（1）杠杆的平衡状态包括静止状态或匀速转动状态，图甲中杠杆静止，所以此时杠杆处于平衡状态； （2）表格设计存在缺陷是物理量没加单位，不带单位的物理量没有物理意义。 故答案为：（1）是；（2）物理量均未带单位。 【点评】在探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于在杠杆上读出动力臂和阻力臂。杠杆平衡条件是杠杆平衡计算的基础内容，一定要掌握。在探究杠杆平衡条件的实验中为得出普遍性的规律，在实验中应多测几组数据进行分析。 2．小明和小华在实验室进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。 （1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于　平衡　 （填“平衡”或“不平衡”）状态。 （2）调杠杆在水平位置平衡后，在杠杆上的A点挂三个重均为0.5N的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆保持水平平衡，如图乙所示，如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将　变大　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （3）他们继续探究：保持钩码数量和位置不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂L1和动力F1的数据，绘制了L1﹣F1关系图像，如图丙所示。请根据图像推算，当L1为25cm时，F1为　0.6　 N。 【分析】（1）杠杆静止或匀速转动时杠杆就处于平衡状态； （2）弹簧测力计斜拉时，拉力力臂变小，拉力变大； （3）由于保持A点钩码数量和力臂不变，根据F1L1＝F2L2，可知F2L2为一定值，由图丙求出这个不变的值，当L1为25cm时F1大小。 【解答】解：（1）实验前，杠杆静止杠杆处于平衡状态； （2）弹簧测力计在B处竖直向上拉时，拉力的方向竖直向上与杠杆垂直，动力臂等于支点到力的作用点的距离，弹簧测力计在逐渐旋转过程中，拉力的方向不再与杠杆垂直，动力臂变小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件得，动力变大，则弹簧测力计的示数变大； （3）由于保持A点钩码数量和力臂不变，即阻力和阻力臂大小不变，根据F1L1＝F2L2，可知F2L2为一定值，由图丙知F1L1＝1N×0.15m＝3N×0.05m＝0.15N•m 则当L1为25cm时，拉力。 故答案为：（1）平衡； （2）变大； （3）0.6。 【点评】此题是“探究杠杆平衡条件”的实验，考查了杠杆的调平，及对实验的评析，要得到普遍性的规律应多测实验进行分析。 3．在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）实验前，杠杆如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向　右　 （选填“左”或“右”）调节。 （2）如图乙所示，若让杠杆在水平位置平衡，应在B处挂　6　 个钩码；若在A处下方再挂一个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，需将挂在B处的钩码向右移动　0.5　 格。 （3）实验中多次改变力和力臂的大小，进行多次实验，其目的是　B　 （选填“A”或“B”）。 A．减小误差 B．使结论具有普遍性 （4）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将　变大　 （选填“变大”“变小”或“不变”），其原因是　动力臂变小　 。 【分析】（1）左边往下，应将平衡螺母向右边调节； （2）根据杠杆公式F1l1＝F2l2可求在B处钩码数； 现在A处下方再挂一个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，根据杠杆公式F1l1＝F2l2可得需将挂在B处的钩码向右移动多少； （3）实验中多次改变力和力臂的大小，进行多次实验，目的为了获取多组实验，归纳出规律，使结论具有普遍性； （4）根据杠杆公式F1l1＝F2l2可知，拉力的力臂变小时，拉力逐渐变大。 【解答】解：（1）如图甲可知，左边往下，说明左边沉，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向右边调节； （2）如图乙可知，杠杆在水平位置平衡，设一个钩码的重力为G，杠杆上每一小格的长度为L，在B处的钩码数量为n，根据杠杆公式F1l1＝F2l2可知4G×3L＝nG×2L， 解得n＝6，故在B处钩码数为6个； 现在A处下方再挂一个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，根据杠杆公式F1l1＝F2l2可知5G×3L＝6G×lB， 故对应B处的力臂lB为2.5L，所以需将挂在B处的钩码向右移动为2.5L﹣2L＝0.5L，向右移动0.5格； （3）实验中多次改变力和力臂的大小，进行多次实验，目的为了获取多组实验，归纳出规律，使结论具有普遍性，故A不符合题意，B符合题意，故选：B； （4）如图丙中，弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力的力臂为OC，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的力臂逐渐变小，根据杠杆公式F1l1＝F2l2可知，拉力的力臂变小时，拉力逐渐变大。 故答案为：（1）右；（2）0.5；（3）B；（4）变大；动力臂变小。 【点评】本题探究杠杆的平衡条件实验，掌握杠杆的平衡公式是关键。 4．在“探究杠杆的平衡条件”实验中。 （1）小陈同学根据如图甲所示的实验及下表实验数据（每个钩码的重力为0.5N），当动力与动力臂不变时，阻力臂越大，水平平衡时阻力 　越小　 （选填“越大”或“越小”）。表中M处阻力臂为 　10.0　 cm，N处悬挂钩码的个数是 　3　 个。 （2）如图乙所示，小陈同学用钩码和弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡。保持钩码位置不变，改变弹簧测力计与杠杆的角度，杠杆平衡时测力计示数发生变化，A方向的拉力大小 　大于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）B方向的拉力大小；若A方向与水平方向夹角为30°，此时的拉力大小可能为 　4N　 （选填“4N”“2N”或“1N”）。 实验次数 动力F/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 10.0 0.5 20.0 2 1.0 10.0 1.0 10.0 3 2.0 5.0 1.0 M 4 N 10.0 1.0 15.0 【分析】（1）探究杠杆平衡时，动力与动力臂不变，阻力与阻力臂的关系，可得结论； 根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可求得结果； （2）杠杆在水平位置平衡，阻力、阻力臂不变，弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，动力臂变小，动力变大； 拉力与水平方向的夹角为30°，若支点在O点的正下方，根据几何知识可知拉力的力臂，根据杠杆的平衡条件可求测力计的示数；因杠杆有一定的厚度，实际上O才是支点，则拉力的力臂会小于前面得出的力臂，据此判断此时拉力大小的可能值。 【解答】解：（1）杠杆平衡时，在动力与动力臂不变的情况下，阻力与阻力臂成反比，即阻力随阻力臂的增大而减小； 根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，有 实验3：2.0N×5.0cm＝1.0N×M，解得：M＝10.0cm； 实验4：N×10.0cm＝1.0N×15.0cm，解得：N＝1.5N， 则N处悬挂钩码的个数：n＝1.5N÷0.5N＝3个； （2）将弹簧测力计斜拉时，其力臂相比竖直拉时会变短，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变时，动力臂变小，则动力将变大，故斜拉时弹簧测力计示数将变大，即A方向的拉力大小大于B方向的拉力大小； 已知A方向与水平方向夹角为30°，如下图所示： 若O′（在O点的正下方）为支点，由几何知识可知此时拉力的力臂（紫色线段）为：l1OB15cm＝7.5cm， 根据杠杆平衡条件可得Fl1＝Gl2，即：F×7.5cm＝3×0.5N×10cm， 解得此时测力计的示数为F＝2N； 因杠杆有一定的厚度，实际上O才是支点，则根据力臂的概念可知此时拉力的力臂应为图中红色线段，此时动力臂l1′＜l1＝7.5cm，所以由杠杆平衡条件可知实际拉力F会大于2N，结合所给数据可知此时的拉力大小可能为4N。 故答案为：（1）越小；10.0；3；（2）大于；4N。 【点评】此题是探究“杠杆的平衡条件”实验，考查了杠杆平衡条件的应用；在使用杠杆平衡条件时，要确定杠杆受到的力及对应的力臂，列出关系式代入数据便可求出未知量。 5．小明和小红在“探究杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、细线和质量相同的钩码若干个。 （1）实验前，杠杆静止在如图甲所示位置，应将左端的平衡螺母向　左　 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量　力臂　 ； （2）实验中，当杠杆两侧的钩码个数和位置如图乙所示时，杠杆在水平位置平衡，若将左侧钩码向右移动2格，则右侧钩码应向左移动　1　 格才能使杠杆仍在水平位置平衡； （3）如图丙所示，为改变力的方向，小明在杠杆右侧用弹簧测力计向下拉，当测力计由竖直方向逐渐向左转，杠杆始终保持水平平衡，测力计的示数将　变大　 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）小明和小红用粗细均匀的塑料直尺（质量忽略不计）来制作杆秤，如图丁所示，制作过程如下： ①分别在直尺上5cm和10cm刻度处钻了小孔A和B，各用细绳穿过小孔作为秤钩和提纽，在秤钩处悬挂秤盘，把质量为20g的钩码挂在细绳上作为秤砣。移动秤砣到20cm处的C点时，杆秤刚好在水平位置平衡，此处即为该杆秤的“定盘星”，标记为0刻度； ②用这个自制的杆秤称量某物体时，在秤盘中放入待测物体，移动秤砣到D点时，杆秤在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件可知，此物体的质量为　120　 g。 ③为了增大杆秤的最大测量值，我们可以　B　 。 A.将A点向左移； B.将B点向左移； C.换一个质量较小的秤砣。 【分析】（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂； （2）利用杠杆平衡条件分析； （3）阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知动力变化情况； （4）杆秤的工作原理是：杠杆的平衡条件，根据杠杆平衡条件求出物体的质量以及杆秤的最大称量和改变方法。 【解答】解：（1）杠杆左端下沉，应将平衡螺母向右调节，右端下沉，应将平衡螺母向左调节；杠杆在水平位置平衡，钩码重力方向竖直向下，则悬挂点到支点的距离即为对应的力臂，所以使杠杆在水平位置平衡的目的就是方便测量力臂。 （2）设每个钩码重为G，杠杆每格长为L，若将左侧钩码向右移动2格，则有2G×2L＝4G×nL，解得：n＝1，所以右侧钩码应向左移动1格才能使杠杆仍在水平位置平衡。 （3）如图丙所示，为改变力的方向，当测力计由竖直方向逐渐向左转，力臂变小，而阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力变大，则测力计的示数将变大。 （4）②根据杠杆平衡条件可知m物lAB＝m秤砣lCD， 代入数据m物×5cm＝20g×30cm， 解得被称物体的质量m物＝120g； ③要增大杆秤的量程，即增大所称物体质量m物的最大值，根据m物lAB＝m秤砣lCD可知，在秤砣质量不变时，需要增大力臂lCD并减小力臂lAB，也就是将B点向左移，或者在A、B两点位置不变时（即两力臂均不变），换一个质量较大的秤砣，所以B可行，AC不可行，故选B。 故答案为：（1）左；力臂；（2）1；（3）变大；（4）②120；③B。 【点评】本题是探究杠杆平衡条件的实验，考查了对杠杆平衡的理解、如何调节杠杆的平衡以及杠杆平衡条件的应用等知识，难度适中。 6．在跨学科实践活动中，小陈同学制作了简易杆秤来测量物体的质量。如图所示，他选取一根质量不计的轻质硬杆，在其左端A处悬挂透明空塑料杯用来盛放待测物体；在距A点10cm处的P点系细线作为提纽，在P点右侧悬挂一质量为50g的钩码作为秤砣。当秤砣移至B点时，杠杆在水平位置平衡，此时在B点标记为“0”刻度线，他用刻度尺测出B点到P点距离为5cm。 （1）杠杆在水平位置平衡时，支点P处　受到　 （选填“受到”或“不受”）提纽对它的力；秤砣上方细绳对B点的拉力，使杠杆具有　顺　 （选填“顺”或“逆”）时针转动的趋势。 （2）空塑料杯质量为　25　 g；将不同质量的砝码放入塑料杯中并记录秤砣的位置，发现10g～20g的刻度线距离　等于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）90g～100g的刻度线距离。 （3）若仅将提纽P点向左移动5cm，原来“50g”刻度线处应标注成　175　 g。 【分析】（1）根据整体受力平衡分析，结合B的拉力向下分析； （2）根据杠杆平衡条件计算空塑料杯质量；根据杠杆平衡条件分析可得是否均匀，得出结论； （3）根据杠杆平衡条件结合力臂变化分析。 【解答】解：（1）杠杆在水平位置平衡时，整体受力平衡，左右的向下的作用力与P点向上的作用力平衡，故支点P处受到提纽对它的力； 秤砣上方细绳对B点的拉力分析向下，使得杠杆顺时针转动； （2）根据杠杆平衡条件知，在B点标记为“0”刻度线，左侧只有塑料杯的拉力，故有mg×PA＝m'g×PB； 即mg×10cm＝50g×g×5cm； 解答m＝25g； 当杯中加物体时，根据杠杆平衡条件有（m+25g）×g×10cm＝50g×g×l； m与l是一次函数关系，说明杠杆刻度均匀，因而发现10g～20g的刻度线距离等于90g～100g的刻度线距离。 （3）移动前，根据杠杆平衡条件有（50g+25g）×g×10cm＝50g×g×l'；解得l'＝15cm； 仅将提纽P点向左移动5cm，此时右侧的力臂为l''＝15cm+5cm＝20cm，左侧力臂为5cm； 根据杠杆平衡条件有（m''+25g）×g×5cm＝50g×g×20cm；解得m''＝175g； 故答案为：（1）受到；顺； （2）25；等于； （3）175g。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，属于中档题。 7．某实践小组用正中间开孔的直尺、带挂钩的重物A、水和两个可读取液体体积的相同容器等，制作了可测算液体密度的装置。使用前，需将两容器挂在直尺两端固定的挂钩上，静止时如图甲，调节两端平衡螺母使直尺水平平衡，再将重物A挂在开孔处的“0g”刻度线处，某次使用时，小明向左侧容器中倒入体积V＝30mL的水，再向右侧容器中倒入相同体积的待测液体，通过向右移动重物A，使直尺再次水平平衡（左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和），如图乙，他根据相关数据，算出了该液体的密度。 （1）图甲中杠杆　是　 （选填“是”或“否”）平衡；要使直尺水平平衡，应将平衡螺母向　右　 调节； （2）小明测出的待测液体密度为　0.7　 g/cm3，液体的重力为　0.21　 N； （3）依照他的做法，不同的待测液体密度ρ液与重物A所示质量m满足一定的函数关系，图丙中图线　b　 符合此关系； （4）对小明的某些做法进行调整，可使该装置的测量范围变为1.0～1.2g/cm3，且通过将重物A从“0g”移动到“10g”的过程来实现，请具体描述如何调整：　改成右侧容器装水，左侧容器装待测液体，且装入容器的液体体积为50mL　 。 【分析】（1）杠杆处于静止状态和匀速转动状态都称为杠杆平衡；为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动； （2）根据左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和结合密度公式求出待测液体的密度，并求出液体的重力； （3）根据左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和结合密度公式写出待测液体密度ρ液与重物A所示质量m的表达式，据此分析； （4）根据（3）待测液体密度ρ液与重物A所示质量m的表达式分析回答。 【解答】解：（1）杠杆停在如图甲所示的位置，保持静止状态，杠杆处于平衡状态；此时左端低、右端高，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节； （2）由图乙可知，重物A对应的刻度为9g，左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和，根据m＝ρV可知， 1.0g/cm3×30cm3＝ρ液×30cm3+9g， 解得：ρ液＝0.7g/cm3； 该液体的重力为： G液＝m液g＝ρ液V液g＝0.7×103kg/m3×30×10﹣6m3×10N/kg＝0.21N； （3）左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和，根据m＝ρV可知，ρ水V＝ρ液V+m，即ρ液ρ水mm+ρ水， 液体的体积和水的密度一定，所以待测液体密度ρ液与重物A所示质量m成一次函数关系，且重物A所示质量m越大，对应待测液体密度ρ液越小，所以图丙中图线b符合此关系； （4）由（3）可知，重物A所示质量m越大，对应待测液体密度ρ液越小，因此可将右侧容器装水，左侧容器装待测液体，由于左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和，根据m＝ρV可知， ρ液V＝ρ水V+m，即ρ液ρ水m， 重物A所示质量m越大，对应待测液体密度ρ液越大； 要使该装置的测量范围变为1.0～1.2g/cm3，当液体密度为1.2g/cm3，重物A的质量为10g，代入上式，解得V＝50cm3＝50mL，故调整措施为：改成右侧容器装水，左侧容器装待测液体，且装入容器的液体体积为50mL。 故答案为：（1）是；右；（2）0.7；0.21；（3）b；（4）改成右侧容器装水，左侧容器装待测液体，且装入容器的液体体积为50mL。 【点评】本题考查了利用杠杆测量密度，综合性较强，有一定的难度。 8．要得出杠杆的平衡条件，需要经历以下过程： （注：实验中所用的钩码质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离均相等） （一）观察杠杆在水平位置的平衡 （1）如图甲（a）所示是一个在水平位置平衡的杠杆，减少其中一侧钩码的数量，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与　力的大小　 有关。 （2）如图甲（b）所示用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与　力臂的大小　 有关。 （二）探究杠杆的平衡条件 （3）如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　左　 （选填“左”或“右”）端调节。 （4）如图丙所示，调平后在A点悬挂2个钩码，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂　3　 个钩码。 （5）通过多次实验测得数据并分析数据，可以得出杠杆的平衡条件为　A　 。 A．动力×动力臂＝阻力×阻力臂 B．动力+动力臂＝阻力+阻力臂 （三）反思拓展 （6）根据实验结论，为使杠杆满足如图丁所示的水平平衡，应将左侧的2个钩码悬挂至　③　 （选填图丁中的数字编号）位置。 【分析】（1）（2）根据杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式表示为F1l1＝F2l2，分析解题； 力的大小、力臂的长短都会影响杠杆的平衡； （3）调节平衡螺母向上翘的一端移动，使杠杆在水平位置平衡； （4）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件计算； （5）实验结论必须要具有合理性、科学性，要符合物理规律；同时要多做几次实验，合理分析才能得出正确的结论； （6）当拉力由垂直变成倾斜时，会造成力臂变小，相应的力会变大，这样才能继续平衡，据此判断。 【解答】解：（1）将图a中一侧的钩码数量减少，则杠杆所受力的大小发生改变，发现杠杆无法平衡，说明：杠杆的平衡与杠杆所受力的大小有关； （2）如图b用带杆的滑轮向左推动右边挂钩码的悬线，改变作用力的方向，则杠杆受力的方向发生改变，杠杆左端下降右端上升，说明：杠杆的平衡与力臂的大小有关； （3）由图乙可知，杠杆的右端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向上翘的右端移动； （4）设一个钩码为G，一格的长度为L，由图丙所示，根据杠杆的平衡条件可得： 2G×3L＝nG×2L，解得：n＝3， 故为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂3个钩码； （5）A、根据所有实验数据得出：杠杆平衡的条件是：动力×动力臀＝阻力×阻力臂，是正确的，科学的； B、动力+动力臂＝阻力+阻力臂，类似的不同的物理量之间相加，是没有意义的； 故选：A。 （6）图丁中，用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线，拉力由垂直变成倾斜时，动力、动力臂不变，由几何关系可知，阻力臂变为原来的，为使杠杆满足如图丁所示的水平平衡，应将左侧的2个钩码悬挂③位置。 故答案为：（1）力的大小；（2）力臂的大小；（3）左；（4）3；（5）A；（6）③。 【点评】对于动态杠杆平衡类试题，应从杠杆的平衡条件出发，找准变化量与不变量。 9．小明用如图甲所示的装置探究杠杆的平衡条件。杠杆可绕固定点O在竖直平面内自由转动，杠杆上相邻两刻线间的距离相等。 （1）如图甲所示为实验前杠杆所处的静止状态，此时杠杆　是　 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态；实验时应将杠杆左端的平衡螺母向　右　 调节，使杠杆在水平位置平衡，便于实验过程中测量　力臂　 。 （2）小明对杠杆的平衡条件提出以下两种猜想： ①动力+动力臂＝阻力+阻力臂 ②动力×动力臂＝阻力×阻力臂 正确调节杠杆水平平衡后，进行实验，数据如下表所示： 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1 0.1 0.5 0.2 2 1 0.1 1 0.1 3 1.5 0.3 3 0.15 小明根据第2次的实验数据，分析认为猜想②是正确的，你同意他的观点吗？请说明你的理由：　不同意；实验次数少，结论具有偶然性　 。 （3）小华认为“支点到力的作用点的距离影响杠杆的平衡”。为判断这一观点是否正确，小华将实验器材改装成如图乙所示的“H”型杠杆进行实验。实验时先在杠杆上的A点挂上4个钩码，又在B点挂上一定数量的钩码，使杠杆能在水平位置平衡；接着将挂在B点的钩码先后挂在C、D两个点又进行了两次实验，发现杠杆　仍水平平衡　 （选填“仍水平平衡”“向左倾斜”或“向右倾斜”），说明小华的观点是　错误　 （选填“正确”或“错误”）的。 【分析】（1）杠杆静止时，就是处于平衡状态；调节杠杆平衡的原则是螺母的调节方向是向上翘的那端调节；调节杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接读出力臂的大小； （2）实验规律应建立在多次测量的基础上，以避免得到偶然性的结论； （3）由题意知，左边力与力臂保持不变，右边力也保持不变，要使杠杆仍然平衡，则右边的力臂也必须保持不变，从而找到另外挂钩码的点。 【解答】解：（1）杠杆静止时，就是处于平衡状态；杠杆静止时，放手后发现杠杆左端下沉，欲使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右端调节；使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂； （2）实验数据只有一组，结论具有偶然性，应多做几次实验，得到多组数据，分析找到结论； （3）由题意知，左右两边对杠杆的拉力不变，左边力臂不变，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得，要使杠杆平衡，右边力臂也应保持不变，所以他可以将挂在B点的钩码先后挂在C、D两个点又进行了两次实验，这样右边的力臂始终为OD；由以上实验现象可知，力的作用点到支点的距离发生变化，并没有影响杠杆的平衡，而是支点到力的作用线的距离影响杠杆的平衡，所以小华的观点是错误的。 故答案为：（1）是；右；力臂；（2）不同意；实验次数少，结论具有偶然性；（3）仍水平平衡；错误。 【点评】本题考查探究杠杆平衡条件的实验，关键是将实验操作步骤及结论记忆清楚，仔细分析即可解答，对于复杂的图形，把它转化为基本的杠杆模型来分析。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/5/7 12:12:16；用户：尚老师；邮箱：13166609970；学号：41217949 第1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 探究类学生必做实验五：探究杠杆的平衡条件 一．实验探究题 1．小明利用图示的实验装置“探究杠杆的平衡条件”。 【实验过程】 （2）如图乙所示，在杠杆的两端加挂并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，同时测出力臂大小，并将收集的数据记录在表中： 次数 动力F1 动力臂l1 阻力F2 阻力臂l2 1 6 5 5 6 2 5 10 10 5 3 4 15 6 10 4 2 20 8 5 小明分析发现表格设计存在缺陷，请指出　 　 。 2．小明和小华在实验室进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。 （1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于　 　 （填“平衡”或“不平衡”）状态。 （2）调杠杆在水平位置平衡后，在杠杆上的A点挂三个重均为0.5N的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆保持水平平衡，如图乙所示，如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （3）他们继续探究：保持钩码数量和位置不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂L1和动力F1的数据，绘制了L1﹣F1关系图像，如图丙所示。请根据图像推算，当L1为25cm时，F1为　 N。 3．在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （2）如图乙所示，若让杠杆在水平位置平衡，应在B处挂　 　 个钩码；若在A处下方再挂一个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，需将挂在B处的钩码向右移动　 　 格。 （3）实验中多次改变力和力臂的大小，进行多次实验，其目的是　 　 （选填“A”或“B”）。 A．减小误差 B．使结论具有普遍性 （4）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，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”），其原因是　 　 。 4．在“探究杠杆的平衡条件”实验中。 （1）小陈同学根据如图甲所示的实验及下表实验数据（每个钩码的重力为0.5N），当动力与动力臂不变时，阻力臂越大，水平平衡时阻力　 （选填“越大”或“越小”）。表中M处阻力臂为　 cm，N处悬挂钩码的个数是 　 　 个。 （2）如图乙所示，小陈同学用钩码和弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡。保持钩码位置不变，改变弹簧测力计与杠杆的角度，杠杆平衡时测力计示数发生变化，A方向的拉力大小 　 　 （选填“大于”“小于”或“等于”）B方向的拉力大小；若A方向与水平方向夹角为30°，此时的拉力大小可能为 　 　 （选填“4N”“2N”或“1N”）。 实验次数 动力F/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 10.0 0.5 20.0 2 1.0 10.0 1.0 10.0 3 2.0 5.0 1.0 M 4 N 10.0 1.0 15.0 5．小明和小红在“探究杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、细线和质量相同的钩码若干个。 （1）实验前，杠杆静止在如图甲所示位置，应将左端的平衡螺母向　 　 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量　 　 ； （2）实验中，当杠杆两侧的钩码个数和位置如图乙所示时，杠杆在水平位置平衡，若将左侧钩码向右移动2格，则右侧钩码应向左移动　 　 格才能使杠杆仍在水平位置平衡； （3）如图丙所示，为改变力的方向，小明在杠杆右侧用弹簧测力计向下拉，当测力计由竖直方向逐渐向左转，杠杆始终保持水平平衡，测力计的示数将　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）小明和小红用粗细均匀的塑料直尺（质量忽略不计）来制作杆秤，如图丁所示，制作过程如下： ①分别在直尺上5cm和10cm刻度处钻了小孔A和B，各用细绳穿过小孔作为秤钩和提纽，在秤钩处悬挂秤盘，把质量为20g的钩码挂在细绳上作为秤砣。移动秤砣到20cm处的C点时，杆秤刚好在水平位置平衡，此处即为该杆秤的“定盘星”，标记为0刻度； ②用这个自制的杆秤称量某物体时，在秤盘中放入待测物体，移动秤砣到D点时，杆秤在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件可知，此物体的质量为　 　 g。 ③为了增大杆秤的最大测量值，我们可以　 　 。 A.将A点向左移； B.将B点向左移； C.换一个质量较小的秤砣。 6．在跨学科实践活动中，小陈同学制作了简易杆秤来测量物体的质量。如图所示，他选取一根质量不计的轻质硬杆，在其左端A处悬挂透明空塑料杯用来盛放待测物体；在距A点10cm处的P点系细线作为提纽，在P点右侧悬挂一质量为50g的钩码作为秤砣。当秤砣移至B点时，杠杆在水平位置平衡，此时在B点标记为“0”刻度线，他用刻度尺测出B点到P点距离为5cm。 （1）杠杆在水平位置平衡时，支点P处　 　 （选填“受到”或“不受”）提纽对它的力；秤砣上方细绳对B点的拉力，使杠杆具有　 　 （选填“顺”或“逆”）时针转动的趋势。 （2）空塑料杯质量为　 　 g；将不同质量的砝码放入塑料杯中并记录秤砣的位置，发现10g～20g的刻度线距离　 　 （选填“大于”“小于”或“等于”）90g～100g的刻度线距离。 （3）若仅将提纽P点向左移动5cm，原来“50g”刻度线处应标注成　 　 g。 7．某实践小组用正中间开孔的直尺、带挂钩的重物A、水和两个可读取液体体积的相同容器等，制作了可测算液体密度的装置。使用前，需将两容器挂在直尺两端固定的挂钩上，静止时如图甲，调节两端平衡螺母使直尺水平平衡，再将重物A挂在开孔处的“0g”刻度线处，某次使用时，小明向左侧容器中倒入体积V＝30mL的水，再向右侧容器中倒入相同体积的待测液体，通过向右移动重物A，使直尺再次水平平衡（左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和），如图乙，他根据相关数据，算出了该液体的密度。 （1）图甲中杠杆　 　 （选填“是”或“否”）平衡；要使直尺水平平衡，应将平衡螺母向　 　 调节； （2）小明测出的待测液体密度为　 　 g/cm3，液体的重力为　 　 N； （3）依照他的做法，不同的待测液体密度ρ液与重物A所示质量m满足一定的函数关系，图丙中图线　 　 符合此关系； （4）对小明的某些做法进行调整，可使该装置的测量范围变为1.0～1.2g/cm3，且通过将重物A从“0g”移动到“10g”的过程来实现，请具体描述如何调整：　 　 。 8．要得出杠杆的平衡条件，需要经历以下过程： （注：实验中所用的钩码质量均相等、杠杆上相邻刻线间的距离均相等） （一）观察杠杆在水平位置的平衡 （1）如图甲（a）所示是一个在水平位置平衡的杠杆，减少其中一侧钩码的数量，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与　 　 有关。 （2）如图甲（b）所示用带杆的滑轮向左推动右侧挂钩码的悬线，发现杠杆发生倾斜，根据此现象可以猜想杠杆的平衡与　 　 有关。 （二）探究杠杆的平衡条件 （三）反思拓展 （6）根据实验结论，为使杠杆满足如图丁所示的水平平衡，应将左侧的2个钩码悬挂至　 　 （选填图丁中的数字编号）位置。 9．小明用如图甲所示的装置探究杠杆的平衡条件。杠杆可绕固定点O在竖直平面内自由转动，杠杆上相邻两刻线间的距离相等。 （1）如图甲所示为实验前杠杆所处的静止状态，此时杠杆　 　 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态；实验时应将杠杆左端的平衡螺母向　 　 调节，使杠杆在水平位置平衡，便于实验过程中测量　 　 。 （2）小明对杠杆的平衡条件提出以下两种猜想： ①动力+动力臂＝阻力+阻力臂 ②动力×动力臂＝阻力×阻力臂 正确调节杠杆水平平衡后，进行实验，数据如下表所示： 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1 0.1 0.5 0.2 2 1 0.1 1 0.1 3 1.5 0.3 3 0.15 小明根据第2次的实验数据，分析认为猜想②是正确的，你同意他的观点吗？请说明你的理由：　 　 。 （3）小华认为“支点到力的作用点的距离影响杠杆的平衡”。为判断这一观点是否正确，小华将实验器材改装成如图乙所示的“H”型杠杆进行实验。实验时先在杠杆上的A点挂上4个钩码，又在B点挂上一定数量的钩码，使杠杆能在水平位置平衡；接着将挂在B点的钩码先后挂在C、D两个点又进行了两次实验，发现杠杆　 　 （选填“仍水平平衡”“向左倾斜”或“向右倾斜”），说明小华的观点是　 　 （选填“正确”或“错误”）的。 第1页 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