探究实验23 探究杠杆的平衡条件-【中考得高分】2026年中考物理实验与探究

A所受浮力变大，而此过程中液体密度不变，物体排开液体的 体积变大，说明物体所受浮力与物体排开液体的体积有关. (2)将物体B浸没在浓盐水中，物体排开液体的体积相同时，液 体的密度越大，物体所受的浮力越大，杠杆所受的力越小，故右 L 端高.(3)题图乙中，根据杠杆平衡条件可得，F左L=mg·3, 即F在= =3mg,则A受到的拉力F数=F在=3mg,由称重法 F浮=G-F拉可知，A所受浮力F浮=G-F丝=mg一3mg= 2 mg,A浸没在水中，根据阿基米德原理可得，物体A的体积 V=V排 =F=2m,则物体A的密度p=V-2m=2P水= mm 3 P水g3p水 3p水 之×1×10kg/m=1.5×10kg/m;若物体A没设有完全浸入 3 水中，则所测的物体A的体积将偏小，由密度公式P=罗可知， 质量一一定时，体积偏小，密度会偏大 探究实验23探究杠杆的平衡条件 【知识回顾】 水平 【示例典范】 (1)达到右(2)力臂(3)F1l1=F12B(4)2左 (5)左端下沉(6)1老虎钳可以改变力的方向变大错 误解析：(1)题图甲中，杠杆处于静止状态，此时杠杆达到平衡 状态：杠杆的右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡 螺母向右调节.(2)让杠杆在水平位置平衡，动力和阻力的方向 与杠杆垂直，可以直接从杠杆上读取力臂，便于测量力臂.(3)由 题图乙、丙、丁可知，杠杆的平衡条件是F111=F2l2(或动力X 动力臂=阻力X阻力臂)；进行多次实验，是为了得出普遍性结 论，避免偶然性，B正确.(4)设杠杆每个小格的长度为L,每个 钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件可得，4G×2L=nG× 4L,解得=2，则应在B点挂2个钩码；若钩码同时向远离支 点O的方向移动1格，则左端力与力臂的乘积为4G×3L= 12GL,右端力与力臂的乘积为2G×5L=10GL,由12GL> 10GL可知，杠杆的左端下沉.(5)题图丁中杠杆两端的钩码各撤 掉1个，此时2G×4L>G×6L,故杠杆左端下沉.(6)每个钩码 的重力G=1N,根据杠杆平衡条件可得，2G×2L=F×4L,解 得F=G=1N;此时动力臂大于阻力臂，杠杆属于省力杠杆，老 虎钳是省力杠杆，筷子是费力杠杆，则此时杠杆的类型与老虎 钳相同：将钩码换成弹簧测力计的好处是可以改变力的方向： 将拉力方向转到虚线位置时，动力臂变小，阻力和阻力臂不变， 根据杠杆平衡条件可知，动力变大：由此得到“动力×支点到动 力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”的实验结 论是错误的，力臂是支点到力作用线的距离， 【提分训练营】 1.(1)右(2)25(3)将弹簧测力计移到杠杆左端(4)F:与 23 其力臂的乘积最大解析：(1)由题图甲可知，杠杆左端下 沉，为使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母 向右移动.(2)题图乙中，杠杆水平平衡，弹簧测力计对杠杆竖 直向下的拉力是动力，则动力臂在杠杆上，弹簧测力计悬挂 点到支点的距离就等于动力臂，由于每一格的长度为5cm, 所以动力臂的长度l1=5cm×5=25cm.(3)要使弹簧测力计 向上拉，拉力的作用效果需使杠杆顺时针转动，即要将弹簧 测力计移到杠杆左端.(4)作用在A点的三个力虽然大小相 等，但F1、F:对应的力臂较小，F,对应的力臂最大，F:与其 力臂的乘积最大，所以对杠杆转动的作用最大. 2.(1)右(2)实验次数太少，结论具有偶然性(3)左(4)不 变解析：(1)为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平 衡，由题图甲可知，杠杆右端偏高，需要将平衡螺母向右调节， (2)只做了一次实验，根据一组实验数据得出的结论具有偶 然性，为得出普遍性的结论，要多次测量.(3)设一个钩码重为 G,杠杆一格的长度为L,杠杆在水平位置平衡后，如果将两 边钩码同时向远离支点的方向移动一格，左端力与力臂的乘 积为3G×5L=15GL,右端力与力臂的乘积为2G×7L= 14GL,因此左端下沉.(4)弹簧测力计沿竖直方向，缓慢拉动， 使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度，此过程中，动力臂和 阻力臂都变小，由几何知识可知，动力臂和阻力臂的比值不 变，所以阻力和动力的比值也不变，阻力大小不变，则弹簧测 力计拉力的大小不变 3.(1)平衡右(2)弹簧测力计斜拉时支点到力的作用点的 距离不是力臂>(3)在偏大解析：(1)杠杆静止时处 于平衡状态；由题图甲可知，应将平衡螺母向右调节，使杠杆 在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量力臂.(2)力臂等 于支点到力的作用线的距离，题图乙中弹簧测力计斜拉，此 时支点到力的作用点的距离不是力臂：由题图乙、丙可知，阻 力、阻力臂相同，题图乙中的动力臂更小，则题图乙中的动力 更大，即F1>F1.(3)杠杆的支点在杠杆中心偏上位置，题图 甲中杠杆处于静止状态，说明杠杆受到的重力和支持力平 衡，则杠杆的重心和支点在同一竖直线上；如果实验前杠杆 左端重，小明直接按题图丙进行实验，此时杠杆的重力对杠 杆转动产生了影响，导致弹簧测力计对杠杆的拉力偏大. 4.(1)处于右(2)便于测量力臂1.5(3)B(4)顺时针 (5)杠杆自重对实验有影响解析：(1)杠杆静止时处于平衡 状态：杠杆左端偏低，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右 端的平衡螺母向右移动.(2)实验时调节杠杆在水平位置平衡 的目的是便于测量力臂大小：钩码重为0.5N,设杠杆每小格 的长度为L,弹簧测力计的示数为F:,根据杠杆平衡条件可 知，2×0.5N×3L=FBX2L,解得FB=1.5N.(3)左边的钩 码个数和位置保持不变，即阻力与阻力臂的乘积为定值，根 据杠杆平衡条件可知，动力与动力臂的乘积也为定值，当弹 簧测力计和杠杆的夹角从0°逐渐增加到90°时，动力臂越来 越大，所以动力越来越小：当弹簧测力计和杠杆垂直即日为 90°时，动力臂最大，动力最小：当弹簧测力计和杠杆的夹角从 90°逐渐增加到180°时，动力臂越来越小，动力越来越大；0为 0°或180时，动力臂为零，杠杆不可能平衡，B正确，(4)由杠 杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变时，增大动力臂可使 动力减小，故可将弹簧测力计绕B点顺时针转动一定角度， 增大动力臂，这样弹簧测力计的示数将减小.(5)题图(e)中 杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影 响，导致弹簧测力计的示数偏大. 5.(1)处于左(2)B(3)9②解析：(1)杠杆静止时处于 平衡状态；杠杆右端向下倾斜，左端上翘，故应向左调节平衡 螺母.(2)由题图乙可知，杠杆左侧力与力臂的乘积小于右侧 力与力臂的乘积；在实验的过程中，不能通过调节平衡螺母 使杠杆在水平位置平衡，A错误；将左侧钩码向左移动，左侧 的力不变，力臂变大，则左侧力与力臂的乘积变大，能使杠杆 水平平衡，B正确：增加右侧钩码个数，右侧的力臂不变，力变 大，右侧力与力臂的乘积变大，杠杆不可能平衡，C错误. (3)由题图丙可知，O为杠杆的支点，动力臂OB=OA十 AB=2OA,阻力臂为OA,由杠杆平衡条件可得，F×OB= GXOA,F=OA 1 OXG-AXG?G2X8N=9N迪 题意可知，保持杠杆水平静止，将拉力F的作用点从B点移 至C点，此过程中F方向保持不变，根据杠杆平衡条件可得， FXL=GXOA,F=GXOAX元 I,将物体M从A点移 至B点，由杠杆平衡条件可得FXL=GXOB,F=GX OB×Ⅱ，由此可知，1、Ⅱ两式中拉力下与亡均成正 比.OB>OA,则I式中F与元的关系图线的斜率大于I式 中F与的关系图线的斜率，因此将物体M从A点移至B 点，F与元的关系图线为题图T中的②. 【中考新考法】 (1)平衡右(2)2得到普遍结论，避免偶然性(3)①错误 ②力的作用线力臂解析：(1)杠杆静止时处于平衡状态；杠 杆左端下沉，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调 节.(2)设杠杆每小格的长度为L,一个钩码重为G,设在B处挂 n个钩码时杠杆水平平衡，根据杠杆平衡条件可得，3G×2L= nG×3L,解得n=2,即应在B点挂2个钩码：多次改变所挂钩 码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡，实验中“多次”的目的 是得到普遍结论，避免偶然性.(3)①由题表可知，分别在D、E F点处挂6个钩码，此时支点到力的作用点的距离不同，支点到 力的作用线的距离相同，杠杆保持平衡：分别在G、H点处挂 6个钩码，此时支点到力的作用点的距离相同，支点到力的作用 线的距离不同，杠杆不能保持平衡，说明小红的观点错误.②1、 2、3三次实验中圆盘能保持静止，原因是支点到力的作用线的 距离相等，物理学中将该距离叫作力臂. 探究实验24探究动能大小与哪些因素有关 【知识回顾】 控制变量转换越大不同高度同一高度 【示例典范】 (1)B(2)滑动的距离转换法(3)速度质量物体的速 度相同时，物体的质量越大，动能越大(4)速度物体的质量 相同时，物体的速度越大，动能越大(5)不正确没有控制小 球撞击木块时的速度相同(6)=>(7)不能木块都将做 匀速直线运动并一直运动下去(8)速度(9)静止解析：(1)由 题意可知，实验中探究的动能是小球撞击木块时的动能，B符合 题意.(2)实验中通过比较木块被撞击后滑动的距离来反映小球 动能的大小，运用的是转换法.(3)由题图甲、丙可知，让质量不 同的小球从斜面的同一高度滚下，是为了使两球到达水平面时 速度相等；两个小球的质量不同，因此可以探究物体动能与物体 质量的关系：通过实验可得出结论：物体的速度相同时，物体的 质量越大，动能越大.(4)由题图甲、乙可知，使质量相同的小球 从斜面上不同高度处自由滚下，是为了探究动能大小与速度的 关系；通过实验可得出结论：物体的质量相同时，物体的速度越 大，动能越大，(5)因为题图乙、丙中存在两个变量，小球的质量 和速度都不同，故无法得出动能与质量的关系.(6)题图甲、乙 中，木块被撞击后在滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2,因为 接触面的粗糙速度和压力大小均相同，故∫1=∫2：由于sA> sB,根据W=fs可知，W1>W2,(7)若斜面和水平面都是光滑 的，木块在水平面上受平衡力作用，将做匀速直线运动，一直运 动下去，故无法通过木块移动的距离来比较动能大小.(8)木块 动能的大小由木块被撞后滑行的距离来体现，由题表可知，质量 不变，速度变为原来的2倍时，木块被撞后运动的距离为原来的 4倍：速度不变，质量变为原来的2倍时，木块被撞后运动的距 离为原来的2倍；由此可知，速度对动能的影响更大，当发生交 通事故时，超速造成的危害更严重.(9)让质量不同的小球A、C 同时从同一高度处由静止开始沿斜面滚下，观察和比较两球的 运动情况，若任意时刻两球的速度大小相等，则以任何一个小球 为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静 止，就可以说明任意时刻两球的速度大小相等， 【提分训练营】 1.(1)重力势能木块被推动的距离大小(2)速度(3)受到 阻力的作用做功(4)能b球到达水平面时的初速度较 小，却将木块推得更远，即它的动能大，由此可知b球质量一 定更大(5)不利于解析：(1)两个小球分别从同一斜面上 由静止滚下，小球的质量不变，高度变小，速度变大，重力势 能变小，动能变大，重力势能转化为动能；实验中小球推动木 块运动，推动木块运动的距离越远，表示小球做的功越多，小 球的动能就越大，故可以通过比较木块被推动的距离的大小 来比较小球动能的大小.(2)题图甲、乙中，将同一个小球从斜 面上的不同高度处由静止释放，控制了质量一定，改变了小 球到达水平面时的初速度，所以可以探究动能大小与速度的 关系.(3)力可以改变物体的运动状态，由于木块受到阻力的 作用，所以木块最终会停下来：在此过程中木块通过做功的 方式把动能转化为内能.(4)根据题图乙、丙可以比较出a、b 两个小球哪个质量更大，判断的理由是：b球在斜面上释放时 所处的高度较小，到达水平面时的初速度较小，却将木块推第一部分教材实验 探究实验23探究杠杆的平衡条件 嗣知识回顾。 一、 实验装置 12 505005200 二、实验关键 1.调平衡：调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在 位置静止 2.测力和力臂：杠杆两侧受到的作用力大小等于钩码的重力大小，力臂为11和12. 3.分析数据：多次改变力和力臂，得到不同数据，并分析动力、动力臂和阻力、阻力臂的关系 三、要点探究 1.实验前，如何调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡？ 提示：按“左低右调，右低左调”的原则. 2.为什么要使杠杆在水平位置平衡？ 提示：便于读出力臂的大小 3.实验中，为什么要多次实验，收集不同数据？ 提示：使实验结论更具有普遍性. 4.实验中，是否可以调节平衡螺母使杠杆平衡？ 提示：实验中，在悬挂钩码后不可以再调节平衡螺母. Q示例典范。 在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆（每个小格均等长）、铁架台、刻度 尺、细线和若干个重为1N的钩码 T (1)如图甲所示，杠杆静止在图示的位置，此时杠杆 (选填“达到”或“没达到”)平衡状 态；为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母适当往 (选填“左”或“右”)调. (2)使杠杆保持水平并静止，这样调的目的是便于测量 (3)杠杆调节好后，进行了三次实验，实验情景如图乙、丙、丁所示，杠杆两端钩码的重力分别为 97通 中考得高分物理实验与探究 动力F1和阻力F2,对应的力臂为1和12，由此可得杠杆的平衡条件为 进行 多次实验的目的是 A.取平均值减小误差 B.使实验结论具有普遍性 (4)如图戊所示，在杠杆上A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 个钩码；杠杆水平平衡后，又将A、B点所挂钩码同时向远离支点O的方向移动1格，杠杆 的 (选填“左”或“右”)端下沉 0 no 0 己 (5)将图丁中杠杆两端的钩码各撤掉1个，则杠杆 (选填“保持平衡”“左端下沉”或“右 端下沉”). (6)如图己所示，用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，则拉力F为 N; 保持杠杆平衡，此时杠杆的类型与 (选填“筷子”或“老虎钳”)相同；用弹簧测力计 代替钩码的好处是 :将拉力方向转到虚线位置时，拉力F将 (选填“变大”“不变”或“变小”)；由此得到“动力×支点到动力作用点的距离=阻 力×支点到阻力作用点的距离”的实验结论是 (选填“正确”或“错误”)的. 幽提分训练营。 1.小明在做“探究杠杆的平衡条件”实验 On -0 (1)如图甲所示，安装杠杆时，为了使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向 移动 (2)如图乙所示，杠杆上每一格的长度为5cm,在杠杆左端挂钩码，弹簧测力计对杠杆竖直向下的 拉力是动力，则动力臂为 cm (3)如果要用弹簧测力计向上拉，仍使杠杆水平平衡，需要对图乙所示的实验进行的调整是 (4)如图丙所示，当杠杆绕支点匀速转动时，杠杆上A点的运动方向总是和杠杆垂直.作用在A 点的三个大小相等、方向不同的力分别为F1、F2、F3,请指出为什么F2对杠杆转动的作用最 大？ 2.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、弹簧测力计、刻度 98 第一部分教材实验 尺、细线和重力为0.5N的钩码若干个. 0 0工工T 0-工 及 (1)实验前调节杠杆两端的平衡螺母，将如图甲所示的杠杆的平衡螺母适当往 (选填 “左”或“右”)调，使杠杆在水平位置平衡. (2)小明同学所在的实验小组完成一次操作后，实验现象如图乙所示，他们记录的数据为：动力 F1=1.5N,动力臂L1=0.2m,阻力F2=1N,阻力臂L2=0.3m.甲同学测出这组数据后就得 出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的结论不严谨，理由是 (3)图乙实验中，小明把两边的钩码同时向远离支点的方向移动一格，则杠杆的 (选填 “左”或“右”)端会下沉. (4)他把右边的钩码换成弹簧测力计，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度，如图丙所示，此过程 中，弹簧测力计拉力的方向不变，大小 （选填“变大”“变小”或“不变”) 3.同学们在做“探究杠杆的平衡条件”的实验， · 甲 丁 (1)在没有挂钩码时，杠杆保持静止，如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平 衡”)状态；为使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端平衡螺母向 (选填“左”或“右”) 旋一些， (2)杠杆调好后，第一组同学按图乙进行实验，第二组同学按图丙进行实验，第二组同学根据实验 数据得到“动力与支点到动力作用点距离的乘积等于阻力与支点到阻力作用点距离的乘积” 的结论.第一组同学得到的实验数据与该结论不吻合，原因是 ;此时乙、丙两图中杠杆平衡，弹簧测力计的示数分别为F1、F,则F1 (选填“>”“<”或“=”)F: (3)细心的小明发现，杠杆的支点在杠杆中心偏上位置，如图丁所示，则图甲中杠杆的重心和支点 (选填“在”或“不在”)同一竖直线上.如果实验前杠杆如图甲所示，小明直接按图丙进行实 验，与第二组同学相比，小明所测弹簧测力计的示数 (选填“偏大”“偏小”或“相等”) 4.某实验小组在“探究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：质量和刻度均匀的杠杆、支架、 弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个. 9画 中考得高分物理实验与探究 4 On (a) (b) (c) (d) (1)为排除杠杆自重对实验的影响，实验前，把杠杆中心作为支点，杠杆静止时如图()所示，此时 杠杆 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端 的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节」 (2)如图(b)所示，在A点挂2个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆， 使其在水平位置平衡，目的是 ,弹簧测力计的示数为 N. (3)如图()所示，左边的钩码个数和位置保持不变，弹簧测力计的作用点固定，只改变其与杠杆 的夹角0，仍使杠杆水平平衡，能正确描述弹簧测力计示数F与0关系的图像是 FN FN 901809/ 090180 90180 901806% A B D (4)若要使图(d)中弹簧测力计示数减小，可将弹簧测力计绕D点 (选填“顺时针”或“逆 时针”)转动一定角度， (5)如图()所示，小刚实验时发现，当杠杆水平平衡时得出的结论，与其他小组得出的杠杆平衡 条件不相符，可能的原因是 5.小勇在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干. F/N ② ③ 电子测力计 ① ④ M 丙 丁 (1)如图甲所示，实验装置静止在桌上，此时杠杆 (选填“处于”或“不处于”)平衡状态，为 了调节杠杆在水平位置平衡，他应将两侧的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节 (2)小勇在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后，现象如图乙所示，使杠杆重新在水平位置平衡；他应 A.向左调节平衡螺母 B.将左侧钩码向左移动 C.增加右侧钩码的个数 第一部分教材实验 (3)探究完杠杆的平衡条件后，小勇用如图丙所示的轻质杠杆提升重物.轻质杠杆可绕O点转动， A点悬挂重为18N的物体M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止，已知 OA=AB=BC,则F= N保持杠杆水平静止，将拉力F的作用点从B点移至C点， 此过程中F的方向始终不变，F的力臂记为L,F的大小会发生变化，F与，的关系图线为图 丁中的①；将M从A点移至B点，再重复上述步骤，F与元的关系图线为图丁中的， (选填“①”“②”“③”或“④”). 。中考新考法0 (创新装置)兴趣小组为探究杠杆的平衡条件，准备了杠杆（有均匀刻度的直杆）、铁架台、若干 钩码（每个钩码质量均相同）、圆盘等器材」 4 丙 (1)图甲中杠杆静止不动，此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态.为使杠杆在水 平位置平衡，应将两端的平衡螺母向 调节. (2)如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A点挂3个钩码，B点挂 个钩码，可使杠杆在水 平位置平衡.多次改变所挂钩码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡，实验中“多次”的目 的是 (3)通过以上实践，小红认为“支点到力的作用点的距离”会影响杠杆的平衡.为判断这一观点是 否正确，采用图丙装置进行实验将一个密度均匀的圆盘放置在支架上，圆盘可绕O点自由 转动，在C点挂4个钩码并用手使圆盘上线段CG处于水平位置，先后在D、E、F、G、H点 处挂6个钩码，松手后观察圆盘状态并将数据记录在下列表格中， 实验序号 C点所挂钩码个数 右侧钩码所挂位置 右侧所挂钩码个数 圆盘状态 1 D 6 保持静止 2 4 E 6 保持静止 3 4 6 保持静止 4 G 6 不能保持静止 5 4 H 6 不能保持静止 ①综合以上实验分析可知，小红的观点是 (选填“正确”或“错误”)的 ②1、2、3三次实验中圆盘能保持静止，原因是支点到 的距离不变，物理学中将该距 离叫作 (填物理量的名称)