2024年中考物理实验(全国版)：探究杠杆的平衡条件（原卷版）

实验15探究杠杆的平衡条件

基础考点梳理

1.实验装置图

2.实验前

(1)杠杆状态的判断：_____________________________________________

(2)选中点作杠杆支点的目的：________________________________________________

(3)平衡螺母的作用及调节方法：_______________________________________________________

(4)调节杠杆在水平位置平衡的目的：_________________________________________________

3.实验操作

(1)弹簧测力计的读数

(2)实验时调节杠杆水平平衡的目的：______________________________________

4.实验数据分析

(1)分析实验数据时发现的问题

a.实验数据如下表所示，计算出的结果不符合杠杆平衡条件，.

实验序号动力Fi/N动力臂li/m阻力F2/N阻力臂l2/m

13.80.153.00.10

b.实验数据如下表所示，得出杠杆平衡条件应为F1=F2,11=12的错误结论，原因是.

实验序号

Fi/Nli/cmF2/Nh/cm

12323

23333

34343

(2)分析实验数据，得出结论：________________________________________________________

5.多次实验的目的：_____________________________________________

6.杠杆平衡条件的应用(根据F111=F212)

(1)要使杠杆达到平衡状态，判断另一端钩码的数量或需要移动的位置.

(2)杠杆平衡时，在杠杆两边同时加减相同的钩码或将两边的钩码移动相同的距离，判断杠杆向哪端倾斜.

7.实验时将一端的钩码换成弹簧测力计(如图)

(1)优点：能直接测量出拉力的大小，实验操作更方便.

(2)操作注意事项

①实验时弹簧测力计应该沿竖直方向拉杠杆，沿竖直方向拉的目的是方便读出或测出力臂的大小.斜拉也

可以达到实验目的，但是力臂的大小不好测量.

②

(3)保持钩码的数量和位置不变，弹簧测力计竖直拉与倾斜拉的相关判断

①如果只将弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，则弹簧测力计的示数变大，这是因为拉力的力臂变

小，如图中h<L.

②竖直向下拉时，拉力最小.

③不管竖直拉还是倾斜拉，拉力与其力臂的乘积不变.

8.实验结论拓展：杠杆在两个力的作用下平衡时，Fili=F2l2,此时动力作用的效果与阻力作用的效果互相

抵消.如果杠杆受到动力Fi、F?和阻力F3三个力的作用，杠杆的平衡条件是

典型例题赏析

实验结论：杠杆的平衡条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂(Flh=F2b)

1.在做“探究杠杆的平衡条件”的实验时.

(1)将装置放在水平桌面上，静止时如图甲所不，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向(选

填“左”或“右”)调节，这样操作是为了.

要点1.平衡螺母的调节：实验前杠杆左高左调，右高右调，实验过程中不能调节平衡螺母.

(2)小明挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，在下表中记录数据，然后改变钩码的和

钩码的位置重复上述实验，其目的是.第1、2次杠杆平衡时的数据已填入下表,

图乙是第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据为—、为_____.

实验次数动力Fi/N动力臂h/m阻力F2/N阻力臂h/m

12.50.220.25

220.151.50.2

31.50.1①②

要点2.结论普遍性的操作：应多次改变动力或阻力的大小、作用点（位置）、方向.

（3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：.

（4）（科学推理）（2022安徽）第3次实验后，小明用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右侧悬挂的悬线（保

持上端悬点不动），如图乙，不计摩擦，杠杆（选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡，原因是

要点3.关键点解读：滑轮推动悬线实质改变的是力的方向，没改变力的大小，力的方向改变则力臂变小

（5）（2022宜宾）如图丙所示，由杠杆的平衡条件可知杠杆的—（选填“左”或“右”）端会下沉；要使杠

杆重新在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，仅需把左侧钩码.

（6）（装置改进）（2022河南）实验小组对探究过程交流、讨论后，按图丁所示又进行了实验，老师肯定

了他们的做法，并指出用弹簧测力计斜拉也能避免得出“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”的结论，因为这样做改变了.在测量拉力F的力臂时，小组内有不同的意见,

你认为拉力F的力臂应为（选填“OA”“OB”或“AB”）.

栗点4.将钩码换成弹簧测力计的优点：

可以连续改变拉力的方向、直接读出力的大小.

注；力管是支点到力的作用线的距离.

（7）（支点位置对结论影响）（2021湘潭）实验时，不再调节平衡螺母，使杠杆的中心位置保持在。点

不变，将支点换到0'点，如图戊所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡，若每个钩码的重为

0.5N,则杠杆重力为N,由此可知，将杠杆支点设在—（选填“O”或"O"'）点进行实验，能避免杠杆

自身重力影响实验结论的得出.

要点5.杠杆的中点作为支点：使得杠杆的重心落在支点上，避免杠杆自重对实验结论产生影响.

（8）（宽杠杆问题）（2021陕西）如图己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，力臂是线段（选填“OA”“OB”或“AB”），此时杠杆（选填“仍

能”或“不能”）保持平衡.

（9）（科学论证）（2022益阳）当货车所载货物重心太靠后时，货车会翘起来，如图庚所示，这样容易造

成交通安全事故.若以后轮为支点，货物对货车压力F的力臂用h表示，货车重力G的力臂用12表示，货

车之所以会翘起来，是因为FhGL.（选填或“="）

2.小明利用杠杆做“探究杠杆的平衡条件”实验;

（1）实验前，杠杆处于静止状态如图甲所示，此时杠杆平衡状态（填“是”或“不是”），为

了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向调，此时调节杠杆水平位置平衡的目的

是;

（2）杠杆调平衡后，在左侧A位置挂上钩码，且保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变（如乙图），调

节右侧悬挂钩码的数量和位置，使杠杆始终在水平位置平衡，记录对应的力F和力臂Li大小，绘制成图

像如图丙所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积（填“相等”或“不相等”）；

（3）将右侧的钩码改为竖直向下拉弹簧测力计，已知每个钩码的重力均为0.5N,丁图中弹簧测力计示

数为N,保持测力计在B点不动，改为斜向右下方拉动，则弹簧测力计示数将（填

“变大”或“变小”或“不变”）；

（4）使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度（不考虑杠杆重心位置的变化），如图戊所示，此过程中，弹

簧测力计的示数（填“变大”或“变小”或“不变”）；

（5）生活中有各种各样的杠杆，如船桨、撬棍、老虎钳、钓鱼竿等，上述物品使用时是省力杠杆的

是_____________

3.杆秤是我国劳动人民的一项发明，是各种衡器中历史最悠久的一种。为研究杆秤的原理，物理社团先用

刻度均匀的杠杆，探究杠杆的平衡条件

(2)如图甲，当杠杆水平平衡后，在A、B处挂上图示的钩码，杠杆在水平位置静止，已知A处钩码的

总质量为100g,则B处钩码的总质量为g；若将A处钩码移至C处，B处钩码移至D处，

则杠杆端将下沉。

(3)根据图甲实验，小宇得出了“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”

的结论；为此，在图甲实验的基础上，晓丽进行了图乙实验：在B处施加不同方向的拉力，均使杠杆水

平静止，发现拉力随方向而改变，当方向为时，拉力最小，由此可知小宇的结论是

(正确/错误)的。

(4)如图丙，杆秤有两个提纽，向上提起提纽(a/b)时，杆秤的最大称量值更大。

(1)实验前，杠杆处于静止状态如图甲所示，此时杠杆平衡状态(是/不是)，为了使杠杆在

水平位置平衡，应将平衡螺母向调，此时调节杠杆水平位置平衡的目的是;

(2)如图乙所示，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，弹簧测力计的示数为N；

(3)竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度(不考虑杠杆重心位置的变化)，如

图丙所示，此过程中，弹簧测力计的示数(变大/变小/不变)；

(4)若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小，可将弹簧测力计绕B点(顺时针/逆时针)

方向转动一个小角度；

(5)如图丁，用支点使一根胡萝卜水平平衡后，沿支点处将胡萝卜切分为A、B两部分，其重力分别为

GA、GB,由杠杆原理可知GAGB(大于/小于/等于)。

5.小明用一根常见的筷子做了一些实验，请回答以下的问题

（1）如图甲，小明把筷子用绳子悬挂静止后的情形，此时筷子是的（选填“平衡”或“不平

衡”），要使筷子在水平位置平衡，应将悬挂点向（选填“左”或“右”）调节，调节水平平

衡的目的是0

（2）如图乙，筷子在水平位置平衡，标记支点的位置为O,若将筷子从O点折断，设折断后的左端和

右端的筷子的重力分别为Gi和G2,则GiG2（选填“>”、或“=”）。

（3）小明用筷子、刻度尺、杯子和水巧妙地测量小石块的密度，实验过程如下。

①如图丙所示重物悬挂在筷子A处，移动石块悬挂在筷子B处，此时筷子在水平位置恢复平衡，用刻度

尺分别测得OA、0B的长度为8cm和6cmo

②保持重物的悬挂点位置A不变，将小石块浸没在盛有适量水的杯中，目的是为了保证排开水的体积

（选填“大于”、“等于”或“小于”）石块的体积；调整小石块的悬挂点位置（且未与杯底、杯壁接

触），直至在筷子C处，如图丁所示筷子在水平位置再次平衡，用刻度尺测得0C的长度为10cm。通过

3

计算，测得石块的密度为kg/mo

6.如图是小净利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。

丙T

（1）实验前没挂钩码，杠杆静止的位置如图甲，此时杠杆处于（选填“平衡”或“不平衡”）

状态，为使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向（选填“左”或“右”）端调节；

（2）在杠杆调整到水平位置平衡后，利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂，测得数据如

下表：由以上实验数据，可得出杠杆的平衡条件是：;

次数

动力Fi/N动力臂11/cm阻力F2/N阻力臂h/cm

11.0102.05

21.550.515

32.0151.520

（3）进行3次实验的目的是（选填正确答案标号）；

A.取平均值减小误差

B.归纳出物理规律

C.使每组数据更准确

（4）由杠杆的平衡条件可知，图乙中杠杆的（选填“左”或“右”）端会下沉；要使杠杆重新

在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，仅需把左侧钩码;

（5）如图丙，用同一弹簧测力计两次挂在杠杆的同一位置用力拉（不超过弹簧测力计的量程），均使杠

杆在水平位置平衡，弹簧测力计第二次的示数比第一次的示数要（选填“大”或“小”）一些;

（6）如图丁，杆秤是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。根据杠杆平衡条件，杆秤的刻度应是

的（选填“均匀”或“非均匀”）°

7.五一假期外出游玩，在高速路上楚杭注意到路边指示牌，一根杆子为什么能把指示牌固定在空中？楚杭

回到学校与同学们进行了探讨，认为指示牌可以看做一个杠杆模型，为此物理学习小组的同学利用如图

所示装置探究杠杆的平衡条件：

图甲

AF1

,1p

f

图乙图丙

（1）实验前杠杆静止时如图甲所示，杠杆处于状态（选填平衡或不平衡）。若要将其调整到

水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向（选填左或右）调；

（2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。这是为了在实验

时,设右侧钩码对杠杆施的力为动力Fi,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1］和阻力臂12；把F1、F2、h、12的数据填入表格中。改变动力F1和动力臂1!的大小，

相应调节阻力F2和阻力臂12,再做几次实验，实验数据如表所示。

次数动力Fi/N动力臂11/m阻力臂h/m

阻力F2/N

10.50.310.15

21.50.130.05

330.11.50.2

分析表中的数据得到杠杆的平衡条件：（用F1、11、F2、12表示）

（3）由此楚杭想到当货车所载货物重心太靠后时，货车会翘起来造成交通安全事故，如图乙所示。这是

因为以后轮为支点，货物对货车压力F的力臂用L1表示，货车重力G的力臂用L2表示，货车之所以会

翘起来，是因为FLiGL2（选填“>"、"=”或。

（4）如图丙，装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，0为行李箱重心