实验19 探究杠杆的平衡条件-中考物理必考实验精讲练（解析版）

实验19探究杠杆平衡条件（解析版）《探究杠杆平衡条件》属于课标要求必做实验。实验要求学生利用相关器材，探究杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的定量关系。这就给杠探究杠杆平衡条件实验提出更高的要求，为此，此实验也就理所应当地成为中考试卷中力学实验考题出现概率较高的题型。《探究杠杆平衡条件》所占分值一般在3分-7分之间。考试内容主要是力臂、验证杠杆的平衡条件、对实验探究的设计、思路和探究过程，通过探究实验加深对知识的理解和掌握并考查考生对此实验认识程度。实验探究在具体的实验过程当中，考察的主要是细节的问题，在实验过程中，其变化并不太多，所以在细节方面的把握，同学们一定要做到位。另外，近些年中考物理各题型，知识点之间的联系也越来越密切，比如说杠杆的平衡条件可以结合浮力，压强以及整个机械运动的其他板块进行结合考察，所以对于知识点之间的联系或者是运用不太熟练的同学，一定在复习阶段对每部分的基础内容以及方法先掌握到位，在后期进行知识点融合的过程当中，才能比较顺畅。实验探究-杠杆的平衡条件【实验目的】(1)知道什么是杠杆的平衡；(2)通过实验得出杠杆的平衡条件；(3)体验利用归纳法得出杠杆平衡条件的过程。【提出问题】在学习二力平衡时，如果作用在物体上的几个力相互平衡，物体就处于平衡状态。因为杠杆会转动，所以杠杆在动力和阻力作用下静止时，与二力平衡的情况是不同的，杠杆平衡不仅与力的大小有关，还可能与力的作用位置有关【猜想与假设】一般情况下，当杠杆静止或匀速转动时，我们就说此时杠杆处于平衡状态，对杠杆处于平衡状态时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在的关系，我们可作出如下猜想：A.动力+动力臂=阻力+阻力臂B.动力-动力臂=阻力-阻力臂C.D.动力×动力臂=阻力×阻力臂【实验设计】杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力僻和阻力臂共同决定的。为了探究其平衡条件,可以在杠杆处于静止状态时,分别测出动力F₁、阻力F₂、动力臂l1和阻力臂l₂,然后经过大量数据的对比、分析、归纳得出杠杆的平衡条件。【实验步骤】(1)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时，在水平位置保持平衡；(2)在支点两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆再一次在水平位置平衡，如图所示。这时杠杆两侧受到的作用力分别等于两侧钩码所受的重力，力臂为悬挂点到支点的距离；(3)设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F₁,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F₂,测出杠杆平衡时的动力臂l₁和阻力臂l₂,把F₁、F₂、l₁、l₂的数值填入表格中。(4)改变钩码个数和位置,多做几次实验（避免偶然性）,将实验得到的数据填入表格中实验序号动力F₁/N动力臂l₁/cm动力×动力臂/(N·cm)阻力F₂/N阻力臂l₂/cm阻力×阻力臂/(N·cm)11.010100.5201022.015301.5203034.010402.02040…【实验结论】分析实验数据，发现每次杠杆平衡时，动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，即动力×动力臂＝阻力×阻力臂，或F₁l₁=F₂l₂。《探究杠杆平衡条件》常考问题：1.试验前杠杆不平衡应如何调节：调节两端平衡螺母；2.实验前，如何调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡：按“左偏(低)右调，右偏(低)左调”的原则；3.为什么要使杠杆在水平位置平衡：便于读出力臂大小；克服杠杆自身重力的影响；4.杠杆的支点在中间位置目的：为了消除杠杆自重影响；5.杠杆平衡状态的判断：处于静止状态或者左右匀速晃动的杠杆均处于平衡状态；6.为什么每次都让杠杆在水平位置处于平衡状态呢：这是因为此时力臂和杠杆重合，可以直接从杠杆上读出力臂；7.两侧挂上钩码后判断是否平衡：根据平衡条件判断；8.力或力臂的计算：根据杠杆平衡条件进行计算；9.让杠杆处于静止状态：方便进行实验；10.实验中，为什么要多次实验，收集不同数据：使实验结论更具有普遍性；11.本实验中可以将钩码换成弹簧测力计，这样做的好处是：可以从弹簧测力计上直接读出力的大小；12.当弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆后，测力计的示数会逐渐变大，这是因为拉力的力臂变小了，而且弹簧测力计越倾斜，力臂越小，示数就会越大；13.注意根据本实验做出的各种变形题。比如用弹簧测力计一直竖直向上拉杠杆的一端，或者弹簧测力计的拉力方向一直与杠杆垂直。A组（中考真题感知）1.（2023·成都）在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，分别记下F1、F2、l1、l2的数值。重做几次实验，部分实验数据如下表所示。次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm13.05.01.510.022.015.02.015.031.05.02.510.0…………由表中数据可得，F1、F2、l1、l2之间的关系式是___________；（2）①在第（1）问的某次实验中，杠杆右侧挂了4个钩码，左侧用弹簧测力计竖直向下拉，当杠杆在如图甲所示位置静止时，弹簧测力计的示数是___________N；②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变，取下弹簧测力计，在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆，当杠杆再次水平并静止时，弹簧测力计对杠杆的拉力为F=1.5N，请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。___________【答案】①.；②.；③.如图。【解析】（1）[1]分析数据可得，第一次试验第二次实验由此可知，F1、F2、l1、l2之间的关系式为（2）[2]由题意知，杠杆右侧挂了4个钩码，总质量200g，由得，四个钩码重力为杠杆右侧受到向下拉力的大小等于砝码重力大小，即根据图甲可知，由可知，弹簧测力计大小为（3）[3]由得，杠杆再次平衡状态。解得。根据力与力臂的关系进行画图，即过支点作力的作用线的垂线段，如图所示：2.（2023·潜江、天门、仙桃）在探究“杠杆的平衡条件”实验中：（1）实验前，杠杆左端下沉，如图甲，则应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在水平位置平衡；（2）调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂l2为_________cm；（3）分析表中实验数据。得出杠杆的平衡条件为_________（用F1、F2、l1、l2表示）；次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm10.516.01.021.015.01.015.032.015.01.520.0第3次实验的杠杆类型属于_________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，教室里的劳动工具中有这类杠，请举一例：__________；并简要说明你的判断理由__________；（4）如图丙，F始终杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将__________。（填选项代码）A．不变B．变小C．变大D．先变大后变小【答案】①.右；②.8.0；③.F1l1=F2l2；④.费力；⑤.扫帚；⑥.扫帚在使用时，动力臂小于阻力臂；⑦.C。【解析】（1）[2]实验前，杠杆左端下沉，杠杆右端上翘，则应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。（2）[2]如图乙所示，刻度尺的分度值为0.1cm，刻度尺的度数为8.0cm，则阻力臂l2为8.0cm。（3）[3]分析表中实验数据可知，杠杆的动力和动力臂的乘积等于杠杆阻力和阻力臂的乘积，即得出杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2。[4]由表格数据可知，第3次实验时的动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，该杠杆类型属于费力杠杆。[5][6]依据费力杠杆的动力臂小于阻力臂，可判断教室里的劳动工具中有这类杠的是扫帚。（4）[7]如图丙所示，F始终杠杆垂直，动力臂l1不变，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，阻力G不变，阻力臂l2变大，根据杠杆平衡的条件Fl1=Gl2，F的大小将变大，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。3.（2023·永州）小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等，（1）当杠杆静止时如图甲所示，为了方便测量力臂，需要调节杠杆在水平位置平衡，应当将杠杆的平衡螺母向_______（选填“右”或“左”）调节；（2）在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，得到实验数据如下表：次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm10.520.01.010.021.015.01.510.031.510.00.530.0…分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是：_____________________；（3）本次探究经过多次实验的目的是_______；A．减小实验误差B．寻找普遍规律（4）如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会_______（选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）；（5）如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，则Fa_______Fb（选填“大于”、“等于”“小于”）。【答案】①.右；②.见解析；③.B；④.右端下沉；⑤.小于。【解析】（1）[1]图甲中，杠杆左端下降，要调节到水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂。（2）[2]由表格中数据知，第一次数据0.5N×20.0cm=1.0N×10.0cm第二次数据1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm第三次数据1.5N×10.0cm=0.5N×30.0cm可得杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。（3）[3]通过实验总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实验，获取多组实验数据归纳出物理规律才具有普遍性，结论才正确，所以在探究杠杆平衡条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，故选B。（4）[4]设一个钩码的重力为G，杠杆一格长度为L，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆左端G×3L=3GL杠杆右端2G×2L=4GL，3GL<4GL杠杆将会右端下沉。（5）[5]弹簧测力计在a位置竖直向上拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，竖直向上的拉力的力臂大于斜向上的拉力的力臂，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件得到Fa<Fb。4.（2023·通辽）如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置（杠杆刻度均匀，每个钩码重0.5N）。（1）挂钩码前，杠杆如图甲所示，此时正确的操作是向__________（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；（2）接下来，在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后，杠杆重新在水平位置平衡，若将A处的钩码拿掉一个，要便杠杆在水平位置再次平衡，则应将B处所挂钩码向__________（选填“左”或“右”）移动__________个格；（3）某同学用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置，在旋转过程中，要使杠杆始终在水平位置平衡，则弹测力计的示数将逐渐__________（选填“变大”或“变小”），原因是____________________。【答案】①.右；②.左；③.2；④.变大；⑤.动力臂逐渐减小。【解析】（1）[1]由图甲可知，此时杠杆左端重，右端轻，故此时应向右调节杠杆的平衡螺母，使杠杆水平平衡。（2）[2][3]设杠杆每格的长度为l，每个钩码的重力为G，杠杆重新在水平位置平衡，若将A处的钩码拿掉一个，要便杠杆在水平位置再次平衡，则此时杠杆左端的力臂为FA=6l，杠杆右端钩码的重力为GB=3G，杠杆水平平衡时，由杠杆的平衡条件可得G×6l=3G×lB解得杠杆B端力臂的长度为故可知应将B处所挂钩码向左移动2个格。（3）[4][5]由图丙可知，在旋转过程中，杠杆保持水平平衡，动力臂逐渐减小，而阻力与阻力臂不变，故由杠杆的平衡条件可知，动力逐渐增大，即弹簧测力计的示数将逐渐变大。5.（2023·济宁）利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材，探究杠杆的平衡条件；（1）调节螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，如图甲所示，其目的是方便测量_________；（2）为探究杠杆的平衡条件，小明设计了以下两种收集实验数据的方案，其中合理的是_________；实验次数方案一方案二F1/Nl1/cmF2/Nl2/cmF1/Nl1/cmF2/Nl2/cm133352224331125（3）如图所示，在A处挂3个钩码，则应在B处挂_________个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；（4）杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成，如图所示，此杆秤有两个提纽，使用它称较重的物体时，常用离秤钩较_________（选填“近”或“远”）的提纽。【答案】①.力臂；②.方案二；③.2；④.近。【解析】（1）[1]调节螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，使得杠杆中心经过支点，避免杠杆自重对实验结果产生影响，便于测量力臂。（2）[2]为探究杠杆的平衡条件，为了避免偶然性对实验结果的影响，使实验结论具有普遍性，应多次改变动力与阻力的大小，观察动力臂与阻力臂，故方案二更合理。（3）[3]如图所示，在A处挂3个钩码，OA=2，OB=3，根据杠杆平衡原理即可得F2=2，即应在B处挂2个钩码。（4）[4]当使用杆秤称较重的物体时，根据杠杆平衡原理可知，应用离秤钩较近的提纽从而减小阻力与阻力臂乘积的总值，从而在有限的动力臂内可以减小动力。6.（2023·菏泽）用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，完成下列问题。（1）实验前杠杆状态如图甲所示，应当向________调节平衡螺母使杠杆呈水平状态；（2）如图乙所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂若干钩码，在支点的右侧悬挂1个钩码，发现无论怎样调节右边钩码的位置，都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平，可以通过________（只填一种可行的操作即可）来实现；（3）调整后继续实验，从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码________和________的大小。（4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丙所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤钩到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为。则提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为________kg。【答案】①.右；②.见解析；③.重力；④.力臂；⑤.0.4。【解析】（1）[1]由图可知，杠杠左端下沉，说明杠杆的重心偏左，应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。（2）[2]如乙图所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂4个钩码，在支点的右侧只悬挂1个相同规格的钩码，则左端钩码的重是右端钩码重的4倍，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，则杠杆右端的力臂应为左端力臂的4倍，所以为使杠杆水平平衡，可以通过将左侧的钩码向右移动2格，右端的钩码悬挂在右侧距支点第4格的位置，即可满足杠杆的平衡条件，杠杆能水平平衡。（3）[3][4]根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，在做“探究杠杆的平衡条件”实验中，要测量动力、动力臂、阻力、阻力臂，因此从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码重力和力臂的大小。（4）[5]由题可知，秤砣的重力为G秤砣=m秤砣g=0.5kg×10N/kg=5N根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，则有G秤钩×5cm=G秤砣×1cm则G秤钩×5cm=5N×1cm解得G秤钩=1N，提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值时，有(G秤钩+G物)×5cm=G秤砣×5cm即(1N+G物)×5cm=5N×5cm解得G物=4N，由G=mg可以，物体的质量为即提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为0.4kg。7.（2023·聊城）小明和小红用图甲装置探究杠杆的平衡条件，进行实验并收集了数据。小明对数据分析后得出的结论是：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。小红认为小明的结论是错误的，她做了图乙实验，图中每个钩码所受的重力是0.5N，弹簧测力计的示数为______N，此实验______（选填“能”或“不能”）说明小明的结论是错误的。【答案】①.3.6；②.能。【解析】[1][2]小明同学通过对数据分析后得出的结论是：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。小红同学为了证明小明同学的结论是错误的，设计实验验证当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，他做了如图乙的实验，图中弹簧测力计的示数为3.6N；设杠杆一格长度为L，动力×支点到动力作用点的距离为3.6N×3L阻力×支点到阻力作用点的距离为2N×3L此时杠杆在水平位置平衡，但动力×支点到动力作用点的距离≠阻力×支点到阻力作用点的距离，所以此实验能说明小明的结论是错误的。8.（2023·达州）在学习了密度、浮力、杠杆的相关知识后，小丽同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度，请帮她将下列步骤补充完整。（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）（1）相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆__________（选填“是”或“不是”）处于平衡状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）调节；（2）调节杠杆水平平衡后，用细线将物块挂于杠杆左侧，将3个钩码挂于右侧，杠杆仍处于水平平衡，如图乙所示，每个钩码质量100g，则物块质量为__________g；（3）将该物块浸没在装有水的烧杯中，调节右侧钩码的位置，使杠杆处于水平平衡，如图丙所示，则物块在水中所受浮力为__________N；（4）物块的密度是__________kg/m3；（5）在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变钩码的位置和个数，收集多组数据的目的是__________（选填字母）。A.避免实验的偶然性，便于得到普遍规律B.取平均值，减小误差【答案】①.是；②.右；③.400；④.2；⑤.2×103；⑥.A。【解析】（1）[1]由图甲可知，杠杆处于静止状态，受力平衡，故杠杆处于平衡状态。[2]图甲可知，杠杆左边低右边高，应将平衡螺母向右调节，使得杠杆在水平位置平衡。（2）[3]设杠杆每一小格代表L，每个钩码的重力为G，根据杠杆平衡条件可得故，每个钩码质量m=100g，由G=mg可得，物块的质量为（3）[4]当物块浸没在水中平衡时，设细线对杠杆的拉力为F，由杠杆平衡条件可得解得细线对杠杆的拉力为物块的重力为则物块在水中所受浮力为（4）[5]根据阿基米德原理可得，物块的体积等于其浸没在水中排开水的体积，即由可得，物块的密度为（5）[6]多次改变钩码的位置和个数，即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。该实验测量多组数据的目的是得出的结论避免偶然性，寻找普遍规律，故A符合题意，B不符合题意。故选A。9.（2023·泸州）小明有一件重约15N的工艺品，用细线悬挂两端点A、B处于静止状态，如图甲所示。他想用平衡的知识，通过计算在A、B连线上找出O点的位置，以便用一根细线系在O点将工艺品悬挂起来，静止时如图乙所示，并计算出工艺品的重力。小明身边只有一把弹簧测力计（0～10N）、一把刻度尺和若干细线，他设计了如下实验，请完成以下实验步骤：（1）取下工艺品，用刻度尺测出工艺品长度LAB＝_________cm，如图丙所示；（2）用弹簧测力计拉住A端，B端用细线悬挂，平衡时如图丁所示，此时弹簧测力计读数F1＝8.0N；（3）交换弹簧测力计和细线的位置，平衡时工艺品的位置也如图丁所示，弹簧测力计读数F2＝6.0N；（4）由此可以计算出该工艺品的重力G＝_______N。（5）计算出O点到端点A间的距离LOA＝_______cm。（6）反思：要准确找出O点的具体位置，除准确测量外，关键实验条件是___________（只须写出一个条件即可）。【答案】①.35.0；②.14；③.15；④.杠杆平衡条件。【解析】（1）[1]由于刻度尺的分度值是1cm，所以工艺品的正确长度为35.0cm，故读数为35.0cm。（4）（5）[2][3]当以A端为动力作用点时，根据杠杆平衡条件知F1·LBA＝G·LOB即8N×35.0cm＝G×（35.0cm﹣LOA）①当以B端为动力作用点时，根据杠杆平衡条件知F1·LAB＝G·LOA即6N×35.0cm＝G×LOA②由①②得，G＝14N，LOA＝15cm。（6）[4]当要准确找出O点的具体位置，除准确测量外，关键实验条件利用杠杆平衡条件。10.（2023·广西）某小组在测量液体密度的实验中（1）调节天平横梁平衡时，先把___________移到标尺左端零刻度线处，若指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧，则应向___________（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，使横梁平衡。（2）用天平测出空烧杯的质量，如图甲所示，质量为___________g。用天平称量时，天平是___________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。（3）将花生油倒入空烧杯，测出其总质量，再将烧杯中的花生油倒入量筒中测出其体积，但花生油太多，无法全部倒入量简中。经小组讨论，只需增加一个步骤用天平测出___________的质量，即可求出花生油的密度。（4）受《天工开物》中枯棒汲水（图乙）启发，小组自制了“杠杆密度计”如图丙，将一轻质细硬杆用细线固定在0点并悬挂起来，物块固定悬挂在A点，把不计质量的矿泉水瓶装满水，用细线悬挂在杆上，将悬挂点移至B点，使杆在水平位置平衡。换用相同的矿泉水瓶装满不同液体，重复以上操作，在杆上可标出悬挂点B1、B2、B3……对应密度的刻度值。①若B1点在B点的左侧，则B1点对应的密度ρ1与水的密度ρ水水的关系是ρ1___________ρ水（选填“<”“=”或“＞”）。②若测得B、B2到O点的距离分别为l、l2，则B2点标注的密度值为___________（用ρ水及题给字母表示）【答案】①.游码；②.右；③.37.4；④.等臂；⑤.见解析；⑥.＞；⑦.。【解析】（1）[1][2]使用天平的时候，要将天平放在水平台面上，把游码移到横梁标尺的零刻度线处，若指针左偏则应将平衡螺母向右调节，使天平横梁在水平位置平衡。（2）[3]空烧杯的质量[4]天平左盘和右盘到支点的距离相同，则天平平衡时可看成等臂杠杆。（3）[5]要求出花生油的密度，只需要知道量筒中花生油的质量跟体积，则需要增加的步骤是：用天平测出烧杯中剩余花生油跟烧杯的体积。（4）①[6]当矿泉水瓶装满水时，由杠杆平衡条件可知。当换用相同的矿泉水瓶装满不同液体时，使杆在水平位置平衡，对应悬挂点在B1，则若B1点在B点的左侧，则，则。两液体积极相同，则。②[7]由杠杆平衡条件可得则，B2点标注的密度值。B组（限时针对训练）1.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：（1）在没有挂钩码时杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆_________（选填“平衡”或“不平衡”），为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向_________边旋一些（选填“左”或“右”）；（2）调好后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验，你认为第_________（选填“一”或“二”）组实验更好，理由是便于测量_________（选填“力”或“力臂”）；（3）在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了_________。A．减小摩擦

B．使每组数据更准确C．多次测量取平均值减小误差

D．获取多组实验数据归纳出物理规律【答案】平衡；右；二；力臂；D。【解析】（1）[1][2]杠杆静止时，就是处于平衡状态；杠杆左端低右端高，说明杠杆的重心在支点左侧，为使杠杆在水平位置平衡，需要使杠杆重心右移，应将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。（2）[3][4]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此第二组实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，力臂直接从杠杆上直接读取。（3）[5]探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。2.按要求填空。（1）如图-1，两盘中砝码质量相等，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做是为了探究两个平衡力是否作用在______；（2）如图-2，在物体运动的速度相同时，物体的______越大，动能越大；（3）如图-3，为探究“杠杆的平衡条件”实验，由图中信息可得杠杆的平衡条件为______。（用公式表示）【答案】同一条直线上；质量；。【解析】（1）[1]保持两盘中砝码质量相等，将小车在桌面上旋转一个角度松手后，小车受到的两个拉力不在同一直线上，小车会转动，直到两边的拉线在同一条直线上；这样做是为了探究两个平衡的力是否作用在同一直线上。（2）[2]高度相同时，小球到达斜面底端时的速度相同，质量大的小球撞击纸盒后，纸盒运动的距离远，说明质量大的小球其动能大；由此得出结论：速度相同时，物体的质量越大，动能越大。（3）[3]由图中信息可得，设一大格为l，一个钩码重G，则右侧左侧故可得出杠杆平衡的条件是。3.如图甲，环卫工人拉着垃圾箱前行，他们正在清洁我们的生活环境。环卫工人如何用力才能使自己较轻松呢？小阳设计了如图乙实验进行了探究。（1）图乙中，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）端调节；在进行实验时，这样做的好处是______________________；（2）为了探寻更普遍规律，小阳分别进行了如图丙中弹簧测力计倾斜拉，其读数记为F1，如图丁中弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数记为F2，其中左端钩码位置和数量均不变，则两次弹簧测力计读数F1______F2（选填“”､“”或“”），其原因是：_________________；（3）图甲中，垃圾桶被拖动时它相当于一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆。【答案】右；便于测量力臂；＞；力臂不同；省力。【解析】（1）[1][2]如图乙所示，杠杆左端下沉，说明杠杆左端更重，为使杠杆在水平位置平衡，应该将右端的平衡螺母向右端调节，直至杠杆水平平衡，这样做的目的是便于测量力臂。（2）[3][4]在左端钩码位置和数量均不变的情况下，由竖直向下方向拉动到斜拉，根据杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂不变时，动力臂变短，则动力变大，则两次弹簧测力计读数。（3）[5]如图甲所示，垃圾桶被拖动时，动力臂大于阻力臂，它相当于一个省力杠杆。4.小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向___________（填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡；（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是___________；（3）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。次数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm11102522101203215310小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是___________；（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使在重新平衡，应在B点挂___________个钩码。当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O靠近一格，杠杆会___________（填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）；（5）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将___________（填“变大”，“变小”或“不变”）。【答案】右；便于测量力臂；；6；左侧下降；变大。【解析】（1）[1]若实验前杠杆如图甲所示，左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。（2）[2]实验时让横杆AB在水平位置平衡，便于直接测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，同时可以消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响。（3）[3]分析表格中的第一组数据可得出分析表格中的第二组数据可得出分析表格中的第三组数据可得出综上所述，杠杆平衡的条件是：。（4）[4]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件解得：，需挂6个钩码。[5]根据杠杆的平衡条件可知，若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧，右侧，因为，所以杠杆左端会下降。（5）[6]如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直，则该力的力臂变短，根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂不变时，动力臂变小，就会使得拉力变大。5.如图是小明利用刻度均匀的均质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。（1）实验前为方便___________，应将杠杆调节到水平位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）端调节；（2）调节平衡后，在杠杆B点处挂6个钩码，如图甲所示，则在A点处应挂___________个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡；（3）图乙是小明利用弹簧测力计做某次实验的情景，部分数据记录如下表。已知杠杆每格长5cm，钩码每个重0.5N，请你将弹簧测力计的示数填入表中：实验序号动力F1/N动力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m1______0.153.00.10上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是___________；（4）如图丙所示，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡，测力计示数将___________（选填“变大”、“变小”、“先变大再变小”或“先变小再变大”）。【答案】测量力臂；右；4；3.8；动力臂测量错误；先变小后变大。【解析】（1）[1]将杠杆调节到水平位置平衡，是为了更容易测量力臂，直接在杠杆上读数。[2]杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向右调节。（2）[3]由杠杆平衡原理可知，3格×4个钩码=2格×6个钩码，所以在A点处应挂4个相同钩码。（3）[4]由图中的弹簧测力计可知，分度值为0.2N，根据指针位置，读出示数为3.8N。[5]由于图中弹簧测力计斜着拉杠杆，所以杠杆上的刻度，不是此时拉力的力臂。（4）[6]弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，力臂先变大后变小，由杠杆平衡原理可知，力的大小是先变小后变大。6.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码质量都相等。（1）如图甲所示，杠杆在此位置静止，这时杠杆（选填“平衡”或“不平衡”）。（2）调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量。（3）如图乙所示，若在A位置挂两个钩码，现有三个钩码，需挂在杠杆O点右侧第格的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。（4）实验时，多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，重复实验。这样做的目的是。（5）如图丙所示，用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，其示数（选填“变大”“不变”或“变小”）。【答案】（1）平衡；（2）力臂；（3）2；（4）寻找普遍规律；（5）变大。【解析】（1）杠杆静止或匀速转动叫杠杆的平衡，故小王把杠杆放在支架上后，在图甲所示位置静止，这时的杠杆处于平衡状态；（2）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，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂；（3）设杠杆的一个小格是l，一个钩码重为G，根据杠杆平衡条件得，2G×3l＝3G×L2，所以L2＝2l，所以挂在杠杆O点右侧第2格的位置挂3个钩码；（4）探究杠杆平衡的条件时进行多次实验，多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力，动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是通过实验数据总结实验结论，使实验结论具有普遍性，避免偶然性；（5）保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大。故答案为：（1）平衡；（2）力臂；（3）2；（4）寻找普遍规律；（5）变大。7.小明在超市买了一个哈密瓜，回到家用弹簧测力计测量其重力时，发现哈密瓜的重力超出了弹簧测力计的量程，身边又找不到其它合适的测量工具，于是他找来了一些细绳（不计重力）、一把米尺等物品按如下示意图进行了改进：步骤一：将细绳系在米尺的50cm刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡。步骤二：将弹簧测力计在竖直方向调零（如图甲左）。步骤三：在米尺45cm刻度线处挂上哈密瓜，用细绳把弹簧测力计的拉环系在75cm刻度线处，并竖直向下拉挂钩，使米尺在水平位置平衡，如图甲所示。（1）小明是利用___________（选填“二力”或“杠杆”）平衡的条件相关知识来计算哈密瓜的重力。（2）在步骤一中使米尺在水平位置平衡是为了避免___________对测量结果的影响。（3）当小明在操作步骤三时，他父亲指出弹簧测力计的使用存在问题，你认为小明这样使用弹簧测力计会使测量结果___________（选填“偏大”或“偏小”）。（4）小明分析后改用如图乙所示的正确方法操作：他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后，重新调零（如图乙左），并重新测出拉力为3N，最后计算出哈密瓜的重力为___________N。（5）小明发现：如图乙和图丙所示，先后竖直向下和斜向下拉弹簧测力计，均使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计两次的示数分别为F和F′，你认为F___________F′（选填“>”“<”或“=”）。（6）如图丁所示，小明又在米尺40cm刻度线处挂了一个重力为2.5N的苹果，当杠杆再次在水平位置平衡时，弹簧测力计示数为4N。若将弹簧测力计、系哈密瓜的细绳、系苹果的细绳对米尺的拉力分别用F1、F2、F3表示，它们的力臂分别为L1、L2、L3，于是小明猜想F1L1=___________也能使杠杆平衡。【答案】杠杆米尺（杠杆）；自身重力；偏小；15；<；。【解析】（1）[1]小明将细绳系在米尺的50cm刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡，将哈密瓜挂在米尺的左侧，用弹簧测力计拉着米尺的右侧，此时的米尺相当于一根杠杆，哈密瓜对杠杆施加的力为阻力，弹簧测力计对杠杆施加的力为动力，使米尺在水平位置平衡，这是利用杠杆平衡的条件相关知识来计算哈密瓜的重力。（2）[2]在步骤一中使米尺在水平位置平衡，使米尺的重心落在支点上，可以避免米尺（杠杆）自身重力对测量结果的影响。（3）[3]当小明在操作步骤三时，用细绳把弹簧测力计的拉环系在75cm刻度线处，并竖直向下拉挂钩，这样会使弹簧测力计自身的重量加重杠杆右侧的重量，使弹簧测力计所需要施加的拉力变小，导致测量结果偏小。（4）[4]哈密瓜施加的阻力的阻力臂长度为弹簧测力计施加的动力的动力臂长度为根据杠杆的平衡条件可得代入数据得解得哈密瓜的重力为G瓜=15N。（5）[5]当先沿竖直向下拉弹簧测力计，再斜向下拉弹簧测力计时，弹簧测力计施加的拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可得，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越短，则所需要的动力就越大，所以弹簧测力计两次的示数F<F′。（6）[6]小明又在米尺40cm刻度线处挂了一个重力为2.5N的苹果，则苹果对杠杆施加的力的力臂为苹果对杠杆施加的力和力臂的乘积为弹簧测力计对杠杆施加的力和力臂的乘积为哈密瓜对杠杆施加的力和力臂的乘积为由①②③三式可得因此小明猜想也能使杠杆平衡。8.某实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中：次数F1/NL1/mF2/NL2/m12.00.050.1023.00.102.00.1532.00.303.0（1）实验时应先调节杠杆在______位置平衡，若出现如图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；（2）杠杆平衡后，他们在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应在B位置挂上______个相同的钩码；（3）上表是该小组在实验中记录杠杆平衡的部分数据，空格处所缺的数据：△=______，☆=______；【答案】水平；左；4；1.0；0.20。【解析】（1）在“研究杠杆平衡条件”的实验中，为了便于直接读出力臂，实验时应先调节杠杆在水平位置平衡。如图甲所示，杠杆的左端高，右端低，为了使杠杆重新在水平位置平衡，应该向左调节平衡螺母。（2）假设杠杆上一格为L，一个钩码重为G，则杠杆左端根据杠杆平衡条件可知，杠杆右端B位置应该挂上的钩码个数（3）根据杠杆的平衡条件由第1次实验的数据可知有则由第3次实验的数据可知有则m。9.如图甲所示，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、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。（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/右）调节，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡；（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：_________（用字母表示）。他这样得出的结论_________（合理/不合理）；原因是：_________________；（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是：_____________。【答案】左；F1l1＝F2l2；不合理；实验次数太少，得出的结论不具有普遍性；杠杆本身受到重力。【解析】(1)[1]杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。(2)[2][3][4]杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F1l1＝F2l2），初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律．本次实验，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。(3)[5]图乙中