2024年中考物理實驗(全國版)：探究杠桿的平衡條件（原卷版）

實驗15探究杠桿的平衡條件

基礎考點梳理

1.實驗裝置圖

2.實驗前

(1)杠桿狀態(tài)的判斷：_____________________________________________

(2)選中點作杠桿支點的目的：________________________________________________

(3)平衡螺母的作用及調(diào)節(jié)方法：_______________________________________________________

(4)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的：_________________________________________________

3.實驗操作

(1)彈簧測力計的讀數(shù)

(2)實驗時調(diào)節(jié)杠桿水平平衡的目的：______________________________________

4.實驗數(shù)據(jù)分析

(1)分析實驗數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)的問題

a.實驗數(shù)據(jù)如下表所示，計算出的結果不符合杠桿平衡條件，.

實驗序號動力Fi/N動力臂li/m阻力F2/N阻力臂l2/m

13.80.153.00.10

b.實驗數(shù)據(jù)如下表所示，得出杠桿平衡條件應為F1=F2,11=12的錯誤結論，原因是.

實驗序號

Fi/Nli/cmF2/Nh/cm

12323

23333

34343

(2)分析實驗數(shù)據(jù)，得出結論：________________________________________________________

5.多次實驗的目的：_____________________________________________

6.杠桿平衡條件的應用(根據(jù)F111=F212)

(1)要使杠桿達到平衡狀態(tài)，判斷另一端鉤碼的數(shù)量或需要移動的位置.

(2)杠桿平衡時，在杠桿兩邊同時加減相同的鉤碼或?qū)蛇叺你^碼移動相同的距離，判斷杠桿向哪端傾斜.

7.實驗時將一端的鉤碼換成彈簧測力計(如圖)

(1)優(yōu)點：能直接測量出拉力的大小，實驗操作更方便.

(2)操作注意事項

①實驗時彈簧測力計應該沿豎直方向拉杠桿，沿豎直方向拉的目的是方便讀出或測出力臂的大小.斜拉也

可以達到實驗目的，但是力臂的大小不好測量.

②

(3)保持鉤碼的數(shù)量和位置不變，彈簧測力計豎直拉與傾斜拉的相關判斷

①如果只將彈簧測力計從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿，則彈簧測力計的示數(shù)變大，這是因為拉力的力臂變

小，如圖中h<L.

②豎直向下拉時，拉力最小.

③不管豎直拉還是傾斜拉，拉力與其力臂的乘積不變.

8.實驗結論拓展：杠桿在兩個力的作用下平衡時，F(xiàn)ili=F2l2,此時動力作用的效果與阻力作用的效果互相

抵消.如果杠桿受到動力Fi、F?和阻力F3三個力的作用，杠桿的平衡條件是

典型例題賞析

實驗結論：杠桿的平衡條件：動力X動力臂=阻力X阻力臂(Flh=F2b)

1.在做“探究杠桿的平衡條件”的實驗時.

(1)將裝置放在水平桌面上，靜止時如圖甲所不，為使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向(選

填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，這樣操作是為了.

要點1.平衡螺母的調(diào)節(jié)：實驗前杠桿左高左調(diào)，右高右調(diào)，實驗過程中不能調(diào)節(jié)平衡螺母.

(2)小明掛上鉤碼并調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿水平平衡，在下表中記錄數(shù)據(jù)，然后改變鉤碼的和

鉤碼的位置重復上述實驗，其目的是.第1、2次杠桿平衡時的數(shù)據(jù)已填入下表,

圖乙是第3次杠桿平衡時的情景，此次杠桿右側的阻力和阻力臂的數(shù)據(jù)為—、為_____.

實驗次數(shù)動力Fi/N動力臂h/m阻力F2/N阻力臂h/m

12.50.220.25

220.151.50.2

31.50.1①②

要點2.結論普遍性的操作：應多次改變動力或阻力的大小、作用點（位置）、方向.

（3）分析實驗數(shù)據(jù)，可歸納出杠桿的平衡條件：.

（4）（科學推理）（2022安徽）第3次實驗后，小明用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動右側懸掛的懸線（保

持上端懸點不動），如圖乙，不計摩擦，杠桿（選填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡，原因是

要點3.關鍵點解讀：滑輪推動懸線實質(zhì)改變的是力的方向，沒改變力的大小，力的方向改變則力臂變小

（5）（2022宜賓）如圖丙所示，由杠桿的平衡條件可知杠桿的—（選填“左”或“右”）端會下沉；要使杠

桿重新在水平位置平衡，在不改變兩側鉤碼各自數(shù)量的前提下，僅需把左側鉤碼.

（6）（裝置改進）（2022河南）實驗小組對探究過程交流、討論后，按圖丁所示又進行了實驗，老師肯定

了他們的做法，并指出用彈簧測力計斜拉也能避免得出“動力x支點到動力作用點的距離=阻力x支點到阻力

作用點的距離”的結論，因為這樣做改變了.在測量拉力F的力臂時，小組內(nèi)有不同的意見,

你認為拉力F的力臂應為（選填“OA”“OB”或“AB”）.

栗點4.將鉤碼換成彈簧測力計的優(yōu)點：

可以連續(xù)改變拉力的方向、直接讀出力的大小.

注；力管是支點到力的作用線的距離.

（7）（支點位置對結論影響）（2021湘潭）實驗時，不再調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿的中心位置保持在。點

不變，將支點換到0'點，如圖戊所示，發(fā)現(xiàn)A點處只掛1個鉤碼，杠桿仍然保持平衡，若每個鉤碼的重為

0.5N,則杠桿重力為N,由此可知，將杠桿支點設在—（選填“O”或"O"'）點進行實驗，能避免杠桿

自身重力影響實驗結論的得出.

要點5.杠桿的中點作為支點：使得杠桿的重心落在支點上，避免杠桿自重對實驗結論產(chǎn)生影響.

（8）（寬杠桿問題）（2021陜西）如圖己是一個加寬的杠桿裝置，此時杠桿處于平衡狀態(tài)，若只將左側的

鉤碼改掛到A點正上方的B點，力臂是線段（選填“OA”“OB”或“AB”），此時杠桿（選填“仍

能”或“不能”）保持平衡.

（9）（科學論證）（2022益陽）當貨車所載貨物重心太靠后時，貨車會翹起來，如圖庚所示，這樣容易造

成交通安全事故.若以后輪為支點，貨物對貨車壓力F的力臂用h表示，貨車重力G的力臂用12表示，貨

車之所以會翹起來，是因為FhGL.（選填或“="）

2.小明利用杠桿做“探究杠桿的平衡條件”實驗;

（1）實驗前，杠桿處于靜止狀態(tài)如圖甲所示，此時杠桿平衡狀態(tài)（填“是”或“不是”），為

了使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向調(diào)，此時調(diào)節(jié)杠桿水平位置平衡的目的

是;

（2）杠桿調(diào)平衡后，在左側A位置掛上鉤碼，且保持左側懸掛鉤碼的位置和數(shù)量不變（如乙圖），調(diào)

節(jié)右側懸掛鉤碼的數(shù)量和位置，使杠桿始終在水平位置平衡，記錄對應的力F和力臂Li大小，繪制成圖

像如圖丙所示。圖像中每個點與兩坐標軸圍成的方形面積（填“相等”或“不相等”）；

（3）將右側的鉤碼改為豎直向下拉彈簧測力計，已知每個鉤碼的重力均為0.5N,丁圖中彈簧測力計示

數(shù)為N,保持測力計在B點不動，改為斜向右下方拉動，則彈簧測力計示數(shù)將（填

“變大”或“變小”或“不變”）；

（4）使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度（不考慮杠桿重心位置的變化），如圖戊所示，此過程中，彈

簧測力計的示數(shù)（填“變大”或“變小”或“不變”）；

（5）生活中有各種各樣的杠桿，如船槳、撬棍、老虎鉗、釣魚竿等，上述物品使用時是省力杠桿的

是_____________

3.桿秤是我國勞動人民的一項發(fā)明，是各種衡器中歷史最悠久的一種。為研究桿秤的原理，物理社團先用

刻度均勻的杠桿，探究杠桿的平衡條件

(2)如圖甲，當杠桿水平平衡后，在A、B處掛上圖示的鉤碼，杠桿在水平位置靜止，已知A處鉤碼的

總質(zhì)量為100g,則B處鉤碼的總質(zhì)量為g；若將A處鉤碼移至C處，B處鉤碼移至D處，

則杠桿端將下沉。

(3)根據(jù)圖甲實驗，小宇得出了“動力x支點到動力作用點的距離=阻力x支點到阻力作用點的距離”

的結論；為此，在圖甲實驗的基礎上，曉麗進行了圖乙實驗：在B處施加不同方向的拉力，均使杠桿水

平靜止，發(fā)現(xiàn)拉力隨方向而改變，當方向為時，拉力最小，由此可知小宇的結論是

(正確/錯誤)的。

(4)如圖丙，桿秤有兩個提紐，向上提起提紐(a/b)時，桿秤的最大稱量值更大。

(1)實驗前，杠桿處于靜止狀態(tài)如圖甲所示，此時杠桿平衡狀態(tài)(是/不是)，為了使杠桿在

水平位置平衡，應將平衡螺母向調(diào)，此時調(diào)節(jié)杠桿水平位置平衡的目的是;

(2)如圖乙所示，在A點掛2個重力均為0.5N的鉤碼，在B點用彈簧測力計豎直向下拉杠桿，使其在

水平位置平衡，彈簧測力計的示數(shù)為N；

(3)豎直向下拉彈簧測力計，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度(不考慮杠桿重心位置的變化)，如

圖丙所示，此過程中，彈簧測力計的示數(shù)(變大/變小/不變)；

(4)若要使圖丙狀態(tài)下的彈簧測力計讀數(shù)減小，可將彈簧測力計繞B點(順時針/逆時針)

方向轉(zhuǎn)動一個小角度；

(5)如圖丁，用支點使一根胡蘿卜水平平衡后，沿支點處將胡蘿卜切分為A、B兩部分，其重力分別為

GA、GB,由杠桿原理可知GAGB(大于/小于/等于)。

5.小明用一根常見的筷子做了一些實驗，請回答以下的問題

（1）如圖甲，小明把筷子用繩子懸掛靜止后的情形，此時筷子是的（選填“平衡”或“不平

衡”），要使筷子在水平位置平衡，應將懸掛點向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)水平平

衡的目的是0

（2）如圖乙，筷子在水平位置平衡，標記支點的位置為O,若將筷子從O點折斷，設折斷后的左端和

右端的筷子的重力分別為Gi和G2,則GiG2（選填“>”、或“=”）。

（3）小明用筷子、刻度尺、杯子和水巧妙地測量小石塊的密度，實驗過程如下。

①如圖丙所示重物懸掛在筷子A處，移動石塊懸掛在筷子B處，此時筷子在水平位置恢復平衡，用刻度

尺分別測得OA、0B的長度為8cm和6cmo

②保持重物的懸掛點位置A不變，將小石塊浸沒在盛有適量水的杯中，目的是為了保證排開水的體積

（選填“大于”、“等于”或“小于”）石塊的體積；調(diào)整小石塊的懸掛點位置（且未與杯底、杯壁接

觸），直至在筷子C處，如圖丁所示筷子在水平位置再次平衡，用刻度尺測得0C的長度為10cm。通過

3

計算，測得石塊的密度為kg/mo

6.如圖是小凈利用刻度均勻的杠桿探究“杠桿平衡條件”的實驗裝置。

丙T

（1）實驗前沒掛鉤碼，杠桿靜止的位置如圖甲，此時杠桿處于（選填“平衡”或“不平衡”）

狀態(tài)，為使杠桿在水平位置平衡，應將螺母向（選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)；

（2）在杠桿調(diào)整到水平位置平衡后，利用鉤碼和刻度尺測量出杠桿平衡時各個力及其力臂，測得數(shù)據(jù)如

下表：由以上實驗數(shù)據(jù)，可得出杠桿的平衡條件是：;

次數(shù)

動力Fi/N動力臂11/cm阻力F2/N阻力臂h/cm

11.0102.05

21.550.515

32.0151.520

（3）進行3次實驗的目的是（選填正確答案標號）；

A.取平均值減小誤差

B.歸納出物理規(guī)律

C.使每組數(shù)據(jù)更準確

（4）由杠桿的平衡條件可知，圖乙中杠桿的（選填“左”或“右”）端會下沉；要使杠桿重新

在水平位置平衡，在不改變兩側鉤碼各自數(shù)量的前提下，僅需把左側鉤碼;

（5）如圖丙，用同一彈簧測力計兩次掛在杠桿的同一位置用力拉（不超過彈簧測力計的量程），均使杠

桿在水平位置平衡，彈簧測力計第二次的示數(shù)比第一次的示數(shù)要（選填“大”或“小”）一些;

（6）如圖丁，桿秤是我國古老的衡量工具，現(xiàn)今人們?nèi)匀辉谑褂?。根?jù)杠桿平衡條件，桿秤的刻度應是

的（選填“均勻”或“非均勻”）°

7.五一假期外出游玩，在高速路上楚杭注意到路邊指示牌，一根桿子為什么能把指示牌固定在空中？楚杭

回到學校與同學們進行了探討，認為指示牌可以看做一個杠桿模型，為此物理學習小組的同學利用如圖

所示裝置探究杠桿的平衡條件：

圖甲

AF1

,1p

f

圖乙圖丙

（1）實驗前杠桿靜止時如圖甲所示，杠桿處于狀態(tài)（選填平衡或不平衡）。若要將其調(diào)整到

水平位置平衡，應將杠桿右端的平衡螺母向（選填左或右）調(diào)；

（2）給杠桿兩側掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡。這是為了在實驗

時,設右側鉤碼對杠桿施的力為動力Fi,左側鉤碼對杠桿施的力為阻力F2；測出杠

桿平衡時的動力臂1］和阻力臂12；把F1、F2、h、12的數(shù)據(jù)填入表格中。改變動力F1和動力臂1!的大小，

相應調(diào)節(jié)阻力F2和阻力臂12,再做幾次實驗，實驗數(shù)據(jù)如表所示。

次數(shù)動力Fi/N動力臂11/m阻力臂h/m

阻力F2/N

10.50.310.15

21.50.130.05

330.11.50.2

分析表中的數(shù)據(jù)得到杠桿的平衡條件：（用F1、11、F2、12表示）

（3）由此楚杭想到當貨車所載貨物重心太靠后時，貨車會翹起來造成交通安全事故，如圖乙所示。這是

因為以后輪為支點，貨物對貨車壓力F的力臂用L1表示，貨車重力G的力臂用L2表示，貨車之所以會

翹起來，是因為FLiGL2（選填“>"、"=”或。

（4）如圖丙，裝有物品的旅行箱整體可視為杠桿，0為行李箱重心