专题13 杠杆平衡条件的实验探究.docx
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专题13杠杆平衡条件的实验探究
专题13:
杠杆平衡条件的实验探究
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1.（2012宜昌）在研究杠杆平衡条件的实验中：
（1）小明调节杠杆在水平位置平衡后，按图8所示，通过加挂钩码分别改变F1、F2，仍使杠杆在水平位置平衡，并用刻度尺在杠杆上测出对应的L1和L2，记录的实验数据如下表：
次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1
8
2
4
2
2
8
1
16
3
2
12
3
8
小明通过观察以上实验装置，并分析数据得出杠杆平衡的条件是：
“动力乘以动力作用点到支点的距离=阻力乘以阻力作用点到支点的距离”．小华认为小明的结论不正确，小华为
了验证自己的观点，只将图8中的F1改用弹簧测力计来拉，实验中改变拉力的，仍使杠杆在水平位置平衡时，比较拉力的，即可证明小华的观点是否正确。
（2）某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件，如图9所示，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L1和L2的大小，他测力臂的方法是的（选填“正确”或“错误”）。
如果
将两边的硬币以相同速度同时匀速向支点移动的过程中，则杠杆（选填“仍平衡”、“向左倾斜”、“向右右倾斜”）。
2．（2012岳阳）小明同学探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验前，杠杆停在图甲所示的位置，为使杠杆在水平位置平衡，应该将右端平衡螺母
向（
选填“左”或“右”）调节；
（2）调节杠杆水平平衡后，小明进行的三次实验如图乙所示。
根据实验，他得出杠杆的平衡条件为“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”，你认为这个结论是（选填“正确”或“错误”）的，实验过程中使杠杆水平平衡的目的是；
（3）在图乙（b）装置的左右两边各取下一个钩码后，杠杆（选填“左”或“右”）端下沉，为使杠杆恢复水平平衡，只需将右侧钩码移至第格；
（4）用绳子拴住一根粗细不同的大树某处，静止后大树水平平衡，如图丙所示。
现将大树从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段，根据图乙可判断GAGB（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
3．（2012福州）小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验前他应先调节杠杆在水平位置平衡，
其目的是。
（2）杠杆平衡后，小明在右图甲所
示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上
钩码，使杠杆在水平位置平衡。
（3）他改用弹簧测力计在图24乙所示的C位置斜向下拉，若每个钩码重1N．当杠杆在水平位置平衡时，测力计的示数将（选填“大于”、“等于”或“小于”）1N。
4．（2012莱芜）如图所示是探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持在位置平衡。
这样做的好处是；
（2）在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在原来的位置重新平衡，记录数据如下表：
实验次序
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
20
2.0
10
2
2.0
5
1.0
10
3
2.0
10
2.0
10
4
3.0
10
2.0
15
分析上表，用F1、F2、l1和l2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂，则杠杆的平衡条件可表示为。
（3）杠杆在生活中有很多应用。
现欲使如图所示的静止的跷跷板发生转动，小女孩可采取的做法。
5.（2012湖南长沙）如图所示，小红在探究“杠杆的平衡条件”的实验中所用的器材有：
杠杆、支架、刻度尺、细线和若干个质量相同的钩码。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，
发现杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向（选填“左”
或“右”）调节．使杠杆在水平位置平衡。
（2）杠杆调节平衡后．小红在杠杆上A点处挂4个钩码．为使杠杆重新平衡．应在B点挂个钩码。
（3）如果再在A、B两处各加挂一个钩码，杠杆的端将会下沉。
此后，小红又经过多次实验，得出的杠杆的平衡条件是。
6．（2011宁德）在探究杠杆平衡条件实验中：
若杠杆静止在右图所示的位置：
，可将杠杆右端的螺母向
（填“左”或“右”）调节一些，使杠杆在水平位置平衡，这样
做的好处是。
杠杆平衡后，在A点挂两个50g的
钩码，在B点应挂个50g的钩码才能使杠杆恢复平衡。
7．（2011桂林）如图1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（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，达到水平平衡状态。
（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：
。
他这样得出的结论是否合理？
为什么？
（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2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：
。
（4）实验时只有8个相同的钩码，杠杆上每格等距，如图1，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？
（请设计两种方案）
①；②。
（5）杠杆不处于水平位置能否平衡？
甲乙意见不同．甲认为能平衡．于是他让每次杠杆倾斜时静止，做这个实验也得出了杠杆平衡条件。
甲认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？
（选填对或错），甲这种方案与乙让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪个实验方案好，并说明理由：
实验方案好；理由是。
8．（2011兰州）在探究“杠杆平衡条件”的实验中：
（1）某同学将杠杆悬挂起来，发现杠杆的右端低，左端高，他应该将杠杆两端的平衡螺母向调节，是杠杆在位置平衡。
（2）在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或着阻力臂的大小，使杠杆在原来的位置重新平衡，记录数据如下表：
根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是。
（3）根据第2次实验数据有同学得出杠杆的平衡条件是：
动力+动力臂=阻力+阻力臂。
他得出此错误结论的原因是：
。
9.（2011河池）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）小丽把杠杆支在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在位置平衡
（2）如图甲所示，在杠杆右边B处挂两个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，应在杠杆左边A处挂个相同的钩码。
（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F（填“变大”、“不变”或“变小”），原因是。
10.（2011莆田）探究杠杆的平衡条件。
（1）如图1所示，若杠杆在使用前左端低，右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的螺母向（填“左”或“右”）调节至平衡．杠杆平衡后，在整个实验过程中（填“可以”或“不可以”）再旋动两侧的螺母．
（2）下列实验步骤中:
A、调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B、计算每次实验中F1×L1和F2×L2的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件。
C、改变钩码的个数和位置，重复实验。
D、记下动力F1、动力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小，将数据填入表格中。
E、将钩码挂在杠杆的支上点两边，先改变动力或动力臂的大小，然后调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡。
正确的顺序是（填序号）。
（3）如图2若斜向下拉动弹簧测力计使杠杆处于水平位置平衡，此时钩码总重力为G，测力计的拉力为F，则G×OMF×ON．（填“＞”“＜”或“=”）
（4）如图3甲，某次实验时杠杆处于水平平衡状态，悬挂在A、B两点的钩码个数（虚线框内）未画出。
若在两端再同时挂上相等质量的小球（如图3乙），则杠杆。
若将甲图中左右两端的钩码各自向外侧移动一小格（如图3丙），则杠杆（以上两空选填序号：
①右端下降②左端下降③仍水平静止）
11.（2011辽阳）小丽在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，使用了如图所示的装置。
（1）小丽将杠杆放在支架上后，呈如图所示的状态，则她应该将平衡
螺母向（填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
这样做
的目的是。
（2）调节好杠杆后，小丽将两个重均为0.5N的钩码挂在杠杆a处，又将弹簧测力计挂在杠杆b处的细线上，竖直向（填“上”或“下”）拉弹簧测力计，能使杠杆再次平衡。
操作时，小丽发现弹簧测力计读数太小，不能准确读数，请你帮她找出一种改进的方法：
（3）小丽通过实验获得了三组数据如下表。
表中第3次实验中的阻力臂L2应为cm；
分析上表中数据，得出杠杆的平衡条件是。
12.（2011哈尔滨）同学们利用图1装置验证“杠杆的平衡条件”，实验中记录的数据如下：
（1）写出分析处理实验数据的具体过程及验证的结果。
（2）杠杆在生活中有很多应用。
如图2所示，现欲使静止的跷跷板发生转动，可采取的做法是，并说出能驱使跷跷板发生转动的条件。
13．（2011沈阳）在我市物理实验操作考试中，考评教师针对“探究杠杆平衡条件的实验”，记录了甲、乙同学的操作过程（如下表），他们的实验步骤中均因为存在错误而失分。
请你指出错误的步骤，并说明失分原因。
甲同学：
错误步骤（填序号）；失分原因。
乙同学：
错误步骤（填序号）；失分原因。
14.（2010年大理）小明同学探究杠杆平衡条件：
（不考虑杠杆自重和摩擦）
（1）实验前没有挂钩码时，小明发现杠杆右端下倾，则应将左端的平衡螺母向调，使杠杆在水平位置平衡；这样做的目的是。
（2）三次实验数据记录表格如下：
实验序号
动力F1（牛）
动力臂L1（厘米）
阻力F2（牛）
阻力臂L2（厘米）
1
2
4
2
4
2
4
6
3
8
3
8
4
6
①小明用如图甲所示进行第3次实验，弹簧测力计的所示如图乙所示，则动力F1=N
②分析三次实验数据，发现第3次实验中弹簧测力计示数偏大，检测弹簧测力计发现完好无损，原因可能是。
（3）小明通过实验探究，得出了杠杆平衡条件。
生活中的钓鱼竿应用了该实验中的第次实验原理。
15.（2010乐山）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆右端下倾，则应将右端的平衡螺母像（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）如图所示，杠杆在水平位置平衡后，若将左侧的3个钩码该挂在D处，要是杠杆仍然保持平衡，则应将右端钩码该挂在处。
（3）如图所示，杠杆在水平位置平衡后，若将左侧的3个钩码减去1个钩码，要使杠杆仍然保持平衡，则应将右侧钩码改挂在处。
（4）分析有关实验数据，可得出杠杆平衡条件是：
。
16.（2010达州）在研究杠杆平衡条件的实验中
（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆右端下倾，则
应将左端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在如图14所示的装置中，每个钩码重1N（杠杆上每格等距，杠杆自重不计），要使杠杆在水平位置平衡，小张在A处应
挂个1N重的钩码，而邻组的小强在B处施加一个竖直方向的力，也使杠杆在水平位置平衡，则这个力的方向应
大小为N。
（3）本实验得出杠杆的平衡条件是。
17.（2010柳州）图l2是探究杠杆平衡条件的实验装置。
（1）实验前，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在位置平衡，这样做的目的是为了方便读出力臂。
（2）下表是某实验小组测得的两组数据，请你帮他们补充完整。
（3）分析上表，可得杠杆的平衡条件为：
。
18.（2010扬州）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向____________调节。
小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是_________________________、____________________________________。
（2）如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码____________个。
（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______________（变大／变小／不变），其原因是__________________________。
19.（2010株洲）图20所示的实验装置可以探究杠杆受两个阻力（F2、F3）时的平衡条件。
在已调节好的杠杆两端挂上不同数量的钩码，并适当移动钩码的位置，使杠杆水平平衡，记下钩码的数量和位置。
通过改变钩码的数量和位置，按照同样的方法再做两次，将实验得到的数据填在下表。
表中数据是以一个钩码的重力为力的单位，以杠杆的每小格为长度的单位。
实验
次数
动力
F1
动力臂
l1
阻力
F2
阻力臂
l2
阻力
F3
阻力臂
l3
1
1
5
1
1
2
2
2
2
6
1
2
2
5
3
3
7
1
5
4
4
（1）分析表中的数据，可得杠杆的平衡条件是。
（填写关系式）
（2）在农村还广泛使用的杆秤就利用了上述原理。
图21是一根杆秤的示意图。
小云设计了如下测量秤砣质量M的实验方案，请你将②、④两步补充完整。
①用刻度尺测量杆秤上的主要刻度的示数m到提扭O的距离x，并作出m-x关系图象，如图22所示。
②用刻度尺测量挂钩到的距离l；
③在m-x关系图象中任意读取两组数据x1、m2和x2、m2；
④设杆秤自重G0，重心到提扭的距离l0，据杠杆平衡条件Mgx1=+G0l0
以及=m2gl+G0l0两式相减得M=（要求用l、x1、x2、m1、m2表示）。
20.（2010泉州）在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆上每格等距：
（1）实验前没挂钩码时，发现杠杆左端上翘，应将左端平衡螺母向______旋一些（选填“左”或“右”），使杠杆在______位置平衡。
（2）实验中，用图12所示的方式悬挂钩码，杠杆也能平衡，但采用这种方式是不妥当的。
这主要是因为（）
A．一个人无法独立操作
B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合
D．力和力臂数目过多
（3）图12中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第______格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以平衡。
21．（2009芜湖）我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。
（1）实验前没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的平衡螺母向_______（选填
“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，实验前使杠杆水平平衡的目的是
________________________________________________。
（2）实验中，用图9所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师
却往往提醒大家不要采用这种方式。
这主要是因为该种方式（）
A．一个人无法独立操作B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合D．力和力臂数目过多
（3）图9中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第____格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以水平平衡。
22．（2008江苏徐州）图8是小华同学探究杠杆平衡条件的实验装置。
（1）请你在图8中画出钩码受到重力G的示意图和此时杠杆受到动力F1的力臂l1；
（2）现在小华同学想使杠杆在水平位置平衡，以便测量力臂，她可以采取的做法是：
（写出一条即可）；
（3）右表是小华得到的一组实验数据，由此她得出
动力
F1/N
动力臂
l1／cm
阻力
F2/N
阻力臂
l2／cm
3
4
4
3
“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论。
你认为她的
实验结论是否正确?
如果不正确，造成错误的原因么?
。
23．（2008北京）实验台上有如下实验器材：
一个带支架的杠杆、一个量程为0－5N的弹簧测力计、六个质量均为100g的钩码和两段细绳。
请利用上述实验器材设计一个实验。
证明“在杠杆平衡时，如果动力臂和阻力臂保持不变，则动力跟阻力成正比”。
（1）在你所设计的实验中，如果用点A表示钩码作用在杠杆上的位置，用点B表示弹簧测力计作用在杠杆上的位置，请在图中的杠杆上标出A点和B点。
（2）请写出主要实验步骤。
24.（2008大连市）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、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干。
（1）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，如果将杠杆右侧的平衡螺母向左调到头了，杠杆右端仍下沉，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向调，直到杠杆在水平位置平衡为止。
（2）某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为F1=6N、l1=20cm、F2=4N和l2=30cm。
该同学根据这些数据能否得出探究结论?
。
理由是：
。
（3）使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡条件。
这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪种实验方案好并说明理由：
。
（4）如图15所示，杠杆在水平位置平衡。
如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码，则杠
杆端将下沉。
25.（2008广西南宁）在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）首先，调节杠杆两端的，使杠杆两端在不挂钩码时，保持水平并静止，达到状态。
（2）如图13所示，杠杆每格长度相同，杠杆的a处已挂着2个0.5N的钩码，要使杠杆平衡，则应在杠杆的处，挂上个0.5N的钩码。
26.（2008青海）在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，采用如图15所示的装置。
（1）实验时，应先调节平衡螺母，使杠杆在位置平衡。
（2）若不计杠杆质量和摩擦且杠杆刻度均匀，每个钩码质量都相
同，在C点挂2个钩码时，在D点应挂_________个钩码，杠杆才能恢复
平衡。
（3）若钩码所挂位置不动，将左边的钩码拿掉一个，要使杠杆仍保
持平衡状态，应将右边的钩码拿掉个。
（4）由此，总结出杠杆的平衡条件为：
。
27.（2008山东枣庄）在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，某同学记录了三次实验数据如下表：
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
2.0
0.04
4.0
0.02
2
1.0
0.02
0.5
0.01
3
2.5
0.03
1.5
0.05
（1）这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是，由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是。
（2）如下图所示，当在A处挂了三个钩码时，要使杠杆平衡，应在C处挂个钩码。
（每个钩码的质量相等）。
（3）若某次实验中用弹簧测力计竖直向上拉杠杆一端的A点，如图所示，杠杆平衡时弹簧测力计的示数为Fa,若在A点斜向上拉，杠杆要求在水平位置再次平衡时，弹簧测力计的示数为Fb，则FaFb（填“大于、小于、等于”）。
28.（2007兰州市）在验证杠杆平衡条件时，某实验小组得到了如图所示的杠杆平衡状态。
已知每个钩码的质量均相等：
（1）若钩码所挂位置不动，将左边的钩码去掉一个，为使杠杆仍然保持平衡，右边的钩码该拿掉个；
（2）由此，总结出杠杆的平衡条件为：
。
答案：
1
（1）方向大小
（2）错误向左倾斜
2
（1）右
（2）错误方便读出力臂（3）左4（4）>
3
（1）便于在杠杆上直接读出力臂大小
（2）4（3）大于
4
（1）水平，便于测量力臂
（2）F1Ll=F2L2（3）向右移动（或远离支点）
5
（1）右
（2）6（3）左F1Ll=F2L2或动力×动力臂=阻力×阻力臂
6
（1）右；
（2）便于测量力臂；（3）3
7
（1）左
（2）动力×动力臂=阻力×阻力臂（3）杠杠自重对实验有影响（4）①在右端4处
挂3个钩码；②在右端6处挂2个钩码对；乙；便于测量力臂
8
（1）左、水平位置、
（2）F1L1=F2L2（动力×动力臂=阻力×阻力臂）、
（3）将不同的物理量进行了加法运算．
9
（1）水平
（2）三（3）变大拉力F的力臂变小
10
（1）右；不可以．
（2）AEDCB（3）＜（4）①；②
11
（1）左、水平、便于测量力臂
（2）上、增加钩码数或将弹簧测力计向右移（3）2、
动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F1×L1=F2×L2）
12
（1）过程：
分别计算出动力×动力臂（或F1·L1）分别计算出阻力×阻力臂（或F2·L2）
第一组1N×15cm=15N·cml5N×l0cm=15N·cm
第二组2N×25cm=50N·cm25N×20cm=50N·cm
第三组3N×20cm=60N·cm4N×15cm=60N·cm
经过比较每一组的动力和动力臂乘积与阻力和阻力臂乘积都相等（1分）
验证的结果：
经验证可得出杠杆平衡时满足：
动力×动力臂=阻力×阻力臂（1分）（或
F1L1=F2L2）
（2）做法：
甲不动，乙向远离支点方向移动（1分）
（或乙不动，甲向靠近支点方向移动）
（或乙不动，甲蹬地，减小甲对跷跷板的压力）
条件：
使跷跷板顺时针和逆时针方向转动的力和力臂的乘积不相等（1分）（或动力×
动力臂≠阻力×阻力臂）（或F1L1≠F2L2）
13
（1）2，靠调节平衡螺母使杠杆恢复平衡
（2）1，试验初始，没有调节杠杆在水平
位置平衡。
14
（1）左尽量减小杠杆的自重对实验的影响
（2）①3.6②弹簧测力计没有向下拉（3）2
15
（1）左
（2）M（3）K（4）动力×动力臂=阻力×阻力臂
16
（1）左
（2）2竖直向上1.2（3）动力×动力臂=阻力×阻力臂
17
（1）左水平
（2）0.3（3）
18
（1）左消除杠杆的重力对实验的影响（使杠杆的重力的力臂为0）便于测量力
臂
（2）3（3）变大该力的力臂变短了（此时的力臂不是OC了）
19
（1）F1L1=F2L2+F3L3
（2）提扭m1glMgx2（m2-m1）l/（x2-x1）
20
（1）左水平
（2）D（3）2
21
（1）右使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响
（2）D（3）2
22
（1）图略。
重力示意图；动力臂
（2）增大拉力（或弹簧测力计向左移动、钩码向左移动）
（3）不正确（1分）；因为只测量了一组数据，具有偶然性（不能得出普遍规律）；不同的
物理量不能相加
23
（1）见右图
（2）①用细绳做成两个绳套，分别拴牢在杠杆的A和B点处，调节
杠杆使其在水平位置平衡。
将弹簧测力计的指针调节到零刻度线位
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