实验19 探究杠杆的平衡条件-中考物理必考实验专项复习（解析版）

实验19探究杠杆平衡条件（解析版）

命题解读

_____________________/

《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。

实验梳理

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X动力臂=阻力X阻力臂

动力臂阻力臂

【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Fi、阻力F?、动力臂L和阻力臂k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F“左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F〉测出杠杆平衡时的动力

臂11和阻力臂把Fi、F?、I］、七的数值填入表格中。

(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

实验动力Fj/N动力臂li/cm动力X动力阻力阻力臂阻力X阻力臂

序号臂/(N•cm)F/Nlycm/(N•cm)

11.010100.52010

22.015301.52030

34.010402.02040

【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X

动力臂=阻力X阻力臂，或Fili=Fzlz。

考向点拨

《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。

题组训练

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E、月、八、h的

数值。重做几次实验，部分实验数据如下表所示。

次数动力1/N动力臂7i:/cm阻力K/N阻力臂72/cm

13.05.01.510.0

22.015.02.015.0

31.05.02.510.0

...............

由表中数据可得，F、、%1卜七之间的关系式是;

（2）①在第（1）间的某次实验中，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尸L5N,请在图乙中画出弹簧测力计对杠

杆的拉力尸的示意图及其力臂L

【答案】①.KX/]=^X/2；②.3N；③.如图。

【解析】⑴⑴分析数据可得，第一次试验耳义4=3Nx5cm=笈x/2=L5NxlOcm

第二次实验片‘x人’=2Nxl5cm=F2'xl2'-2Nxl5cm

由此可知，A、&、h、八之间的关系式为片x/i=6x，2

(2)[2]由题意知，杠杆右侧挂了4个钩码，总质量200g,由G=mg得，四个钩码重力为

G=mg=0.2kgx10N/kg=2N

杠杆右侧受到向下拉力的大小等于祛码重力大小，即&=G=2N

尸F,x/,2Nxl5cm„KT

根据图甲可知，由4X/]=E,X/2可知，弹簧测力计大小为序-----=3N

I]10cm

(3)[3]由片x/i=Bx，2得，杠杆再次平衡状态2Nxl5cm=1.5Nx/2o

解得/2=20cm。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:

F=1.5N

HP

2.(2023•潜江、天门、仙桃)在探究“杠杆的平衡条件”实验中:

F

(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,

阻力臂为cm；

(3)分析表中实验数据。得出杠杆的平衡条件为(用R、%1\、人表示)；

次数动力6/N动力臂7i/cm阻力EJN阻力臂72/cm

10.516.01.0

21.015.01.015.0

32.015.01.520.0

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，户始终杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置/拉至位置6的过程中，尸的大小将=

(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；③.④.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,则阻力臂心为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

杠杆的平衡条件为内，="，2。

[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，户始终杠杆垂直，动力臂，不变，将杠杆缓慢地由位置力拉至位置8的过程中，

阻力G不变，阻力臂入变大，根据杠杆平衡的条件FZkWz,b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内，左侧钩码对杠杆施的力为阻力K测

出杠杆平衡时的动力臂人和阻力臂4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4/N动力臂Z/cm阻力FJN阻力臂乙/cm

10.520.01.010.0

21.015.01.510.0

31.510.00.530.0

・・・

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/、8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、6位置拉杠杆上同一点G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%在6位置斜向上的拉力为Fb,则乱件(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0.5NX20.0cm=L0NX10.0cm

第二次数据1.0NX15.0cm=l.5NX10.0cm

第三次数据1.5NX10.0cm=0.5NX30.0cm

可得杠杆的平衡条件是：动力X动力臂=阻力X阻力臂，即£，=月入。

(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,杠杆一格长度为乙将/、6位置的钩码个数都减少一个，杠杆左端

GX3/=3很

杠杆右端2Gx2/=4征，3GL<AGL

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冗，在6位置斜向上的拉力为R,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费〈&。

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/、8两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4处的钩码拿

掉一个，要便杠杆在水平位置再次平衡，则应将6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6点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕6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；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，，每个钩码的重力为G,杠杆重新在水平位置平衡，若将4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笈=67,杠杆右端钩码的重力为斯3。

杠杆水平平衡时，由杠杆的平衡条件可得GX61=3GX1B

解得杠杆8端力臂的长度为lB=G出=21

3G

故可知应将8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________；

O

甲

(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

方案一方案二

实验次数

A/N7i/cmF』N-/2/cmA/N7i/cmEJN-72/cm

13335

22243

31125

(3)如图所示，在4处挂3个钩码，则应在6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、秤坨、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4处挂3个钩码，04=2,3,根据杠杆平衡原理耳4=月4

即耳-0A=F2-OB

可得用=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，根据杠杆平衡原理耳乙=8心

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•荷泽)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/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,秤坨的质量为0.5kg。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/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内人=用儿在做“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，秤坨的重力为G秤航加秤蜕疔0.5kgX10N/kg=5N

根据杠杆的平衡条件则有G秤钩X5cm=G秤盥Xlcm

贝1JG秤钩X5cm=5NX1cm

解得G秤钩=1N,提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值时，有（心钩+G物）X5cm

即（1N+G物）X5cm=5NX5cm

G物4N八一

解得G物=4N,由G^mg可以，物体的质量为m=--=--=0.4kg

g10N/kg

即提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为0.4kgo

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X支点到动力作用点的距离=阻力X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：动力义支点到动力作用点的距离=阻力义

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X支点到动力作用点的距离为3.6NX3Z

阻力X支点到阻力作用点的距离为2NX31

此时杠杆在水平位置平衡，但动力X支点到动力作用点的距离W阻力X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。(疔10N/kg,OX103kg/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义1。3；⑥.Ao

【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每个钩码的重力为。根据杠杆平衡条件可得3Gx4L=G物块x3L

故G物块=4G，每个钩码质量疗100g，由伊侬可得，物块的质量为

加物块==—=4*但=4x100g=400g

ggg

（3）[4]当物块浸没在水中平衡时，设细线对杠杆的拉力为凡由杠杆平衡条件可得/x3L=3Gx2L

解得细线对杠杆的拉力为尸=2G=2mg=2xl00xlC）3kgxl0N/kg=2N

物块的重力为G物块刁%块g=400x10寸侬x10N/kg=4N

则物块在水中所受浮力为七=G物块T=4N-2N=2N

（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

%块=%=-^-=--------------------=2xl0-4m3

物块排夕水glxlO3kg/m3xlON/kg

1

由夕=9可得，物块的密度为夕物块=詈里==2x103kg/m3

yU物块H2xlUOmy

（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/、方处于静止状态，如图甲所

示。他想用平衡的知识，通过计算在46连线上找出。点的位置，以便用一根细线系在。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篇=cm,如图丙所示；

(2)用弹簧测力计拉住力端，2?端用细线悬挂，平衡时如图丁所示，此时弹簧测力计读数£=8.ON；

(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K=6.ON；

(4)由此可以计算出该工艺品的重力G=No

(5)计算出。点到端点/间的距离为=cm。

(6)反思：要准确找出。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]当以力端为动力作用点时，根据杠杆平衡条件知A•瓦

即8NX35.0cm=GX(35.0cm-几)①

当以B端为动力作用点时，根据杠杆平衡条件知

即6NX35.0cm=GXZoA②

由①②得，G=14N,LOA=15cmo

(6)[4]当要准确找出。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。点并悬挂起来，物块固定悬挂在4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8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

上可标出悬挂点氏、5、氏……对应密度的刻度值。

①若笈点在8点的左侧，则反点对应的密度小与水的密度o水水的关系是小。水（选填

“〈，，或“>”）。

②若测得氏氏到。点的距离分别为人h,则与点标注的密度值为（用o水及题给字母

表示）

I

【答案】①.游码；②.右；③.37.4；④.等臂；⑤.见解析；⑥.〉；⑦.丁。水。

’2

【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m=20g+10g+5g+2.4g=37.4g

[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G/°A=G/OB。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a，则6液=早空=早竺

I。氏‘OB】

若风点在8点的左侧，则lOBi<lOB，则G液>G水。两液体积极相同，则A>p水。

②[7]由杠杆平衡条件耳右=工4可得G2l2=GlOA=G水/

QIG水I

则G2=+，氏点标注的密度值_乃_G?_i2_夕水80_7水/。

VgVgVgVl2l2

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o

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；Do

【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。

(1)如图T,两盘中祛码质量相等，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；F\l\=FJ.

【解析】(1)[1]保持两盘中祛码质量相等，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)⑶由图中信息可得，设一大格为一个钩码重G,则右侧用=2Gx2/=4G/

左侧工4=GX4/=4G/

故可得出杠杆平衡的条件是月4=F2l2。

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，其读数记为如图丁中

弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数记为月，其中左端钩码位置和数量均不变，则两次弹簧测力计读数

F.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

件月4=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耳>月。

(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。

u=au=au=a

图甲图乙图丙

(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FJN///cmFJN/z/cni

111025

2210120

3215310

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4点处挂4个钩码，如图乙所示，为使在重新平衡，应在6

点挂__________个钩码。当杠杆平衡后，将4点和方点下方所挂的钩码同时向支点。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；母\=以2；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]实验时让横杆力?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lNxQlm=2N><Q05m

分析表格中的第二组数据可得出2Nx0.Im=INx0.2m

分析表格中的第三组数据可得出2Nx0.15m=3Nx0.1m

综上所述，杠杆平衡的条件是：风=以>

(4)[4]设杠杆每个格的长度为乙每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件工乙=用。

4GX3L=FBX2L

解得：FB=6G,需挂6个钩码。

[5]根据杠杆的平衡条件以乙=04可知，若48两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则

左侧4Gx2L=8GL,右侧6GxL=6GL,因为8GL>6GL,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6点处挂6个钩码，如图甲所示，则在/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：

实验动力动力臂阻力阻力臂

序号FJNL/m凡/N£z/m

10.153.00.10

——

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X4个钩码=2格义6个钩码，所以在/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0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o

(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1,一个钩码重为G,根据杠杆平衡条件得，2Gx31=3GXL?,所以LZ=21,

所以挂在杠杆0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0两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：

757

财

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