2023年中考物理复习：杠杆平衡条件的实验及应用（教师版）

2023年中考物理热点复习：杠杆平衡条件的实验及计算（精讲）

实验：探究杠杆的平衡条件

实验器材杠杆、钩码、弹簧测力计等。

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实验装置

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1.调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时,保持水平位置平衡。

2.分别在杠杆的左右两端挂上数目不同的钩码,移动钩码的位置，直至杠杆

实验步骤

保持水平静止，记录动力、阻力、动力臂和阻力臂的大小。

3.改变左右两边钩码的数量和位置,重复上述实验。

实验结论杠杆的平衡条件:动力义动力臂=阻力X阻力臂，即F1I1=F2I2

温馨提示：1.选择杠杆几何中心为支点，目的是消除杠杆自身重力对实验的影响

2.调节杠杆在水平位置平衡的目的：便于从杠杆上直接读取力臂。

3.杠杆的调节：实验前若杠杆向左边倾斜,要将平衡螺母向右调节,若杠杆向右边倾斜,要将平衡

螺母向左调节。杠杆平衡后,实验过程中不能再调节平衡螺母。

典例讲解

例1.在探究“杠杆平衡条件”的实验中

丙丁

（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆（选填“达到”或“没有

达到"）平衡状态；此时我们常把杠杆的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调，直至

在水平位置平衡，这样，既消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，又便于O

（2）在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，要使杠杆重新在水平位置平衡，

应。（填选项前的字母）

A.向左调节平衡螺母

B.将左侧钩码向左移动

C.增加右侧钩码个数

（3）如图丙是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态，若只将左侧的钩码改挂到A点

正上方的B点，此时杠杆（选填“仍能”或“不能”）保持平衡。

（4）如图丁所示，用弹簧测力计拉杠杆的C点，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，测力计示数变化情况是（选填“变小”“变大”

“先变小后变大”“先变大后变小”或“不变”）。

【分析】（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态时.，杠杆处于平衡状态；

调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；

使杠杆在水平位置平衡，这是为了便于测量力臂；

（2）根据杠杆的平衡条件分析；

（3）力臂是支点到力的作用线的距离，将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线

段OA,与原来相比较力和力臂都没有改变，所以杠杆仍能保持平衡；

（4）阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力变大；动力臂变大，动力变小。

【解答】解：（1）杠杆静止在如图甲所示位置，杠杆处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状

态；

调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，右端的平衡螺母应向上翘的左端移动；

调节杠杆在水平位置平衡，目的是便于从杠杆上测量力臂；

（2）由图可知，杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，左端上翘，则左侧力与力臂的乘积要小

于右侧力与力臂的乘积；

A、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，故A错误；

B、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，会使杠杆

平衡，故B正确；

C、增加右侧钩码个数，右侧的力臂不变，力变大，力与力臂的乘积变大，杠杆不会平衡，故

C错误。

故选：B；

（3）力臂是支点到力的作用线的距离，将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线

段OA,与原来相比较力和力臂都没有改变，所以杠杆仍能保持平衡；

（4）由图可知，测力计竖直向上拉杠杆的C点时，Oe为最长力臂，当弹簧测力计由位置1

转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平

衡条件可知，测力计示数将先变小后变大。

故答案为：（1）达到；左；测量力臂；（2）Bi（3）仍能；（4）先变小后变大。

例2.如图将一根重力为G的均匀细杆平放在支架A、B上，杆总长为8m,支架A、B到杆两

端的距离分别为Im和2m,则支架B受到杆的压力为（）

ɪm2m

A.2GB.0.4GC.I.2GD.0.6G

【分析】支架B受到杆的压力与支架对杆的支持力相等，此时杠杆的支点是A,阻力在中点，

动力是B点的支持力，知道动力臂和阻力臂的大小，以及阻力大小，利用杠杆平衡条件BLl

=F2L2计算B点的作用力。

【解答】解：计算B作用力时，杠杆的支点是A,阻力在中点，动力是B点的支持力，知道

动力臂等于Ll=AB=8m-Im-2m=5m,阻力F2=G,阻力臂是重心到A的距离L2=4m-

Im—3m；

根据杠杆平衡条件：FiLi=F2L2,

所以，Fβ×5m=G×3m,

则FB=3G=0.6G,故D正确，ABC错误。

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故选：D。

例3.杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人的智慧。如图所示，O为杆秤提纽，OA=

8cm,秤花质量m=0.2kg,不挂重物和秤蛇时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当

OB=40Cm时,，杆秤再次水平平衡，则鱼的质量为（）

O

A.1.0kgB.0.8kgC.0.6kgD.0.4kg

【分析】根据杠杆的平衡条件可求出物体的质量。

【解答】解：杆秤绕提纽O转动，所以点O是杆秤的支点，作用在A处的力使杆秤逆时针转

动，由于杆秤水平平衡，其力臂是OA,作用在B处的力使杆秤顺时针转动，其力臂是OB；

根据杠杆的平衡条件FlXll=F2X12可得：m物gXOA=m秤他gXOB,即m物X8Cm=O.2kgX

40cm,

解得m物=1.0kg0

故A正确，BCD错误。

故选：Ao

例4.如图，轻质杠杆AB可绕。点转动，在A、B两端分别挂有边长为IOCm,重力为20N的

完全相同的两正方体C、D,OA：OB=4:3；当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，

杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态。(g=10N∕kg)求：

(1)杠杆A端受到绳子的拉力；

【分析】(1)求出物体C排开水的体积，根据阿基米德原理求浮力；结合受力分析求A端受

到绳子的拉力；

(2)利用杠杆平衡条件求拉力FB,根据受力分析利用力平衡求出压力，利用压强公式求出压

强

【解答】解：

(1)物体C的体积：V=IoCm义10CmXlOCm=IoOOCm3=O.OOlm3,

物体C排开水的体积:V排=(0.1m)2X(0.1m-0.02m)=8×10^4m3,

C受到的浮力：F浮=P水gV排=LoX103kg∕m3×10N∕kg×8×104m3=8N;

A端的拉力：FA=G-F浮=20N-8N=12N.

(2)根据杠杆平衡条件得：FAOA=FBOB,

则B端的拉力：FB=-×F≈-×12N=