初中物理实验18 研究杠杆的平衡条件

实验18 研究杠杆的平衡条件典例 （2011年中考·广西桂林卷）如图甲所示，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，保持 并静止，达到平衡状态。

这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量 。

（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乙所示装置进行探究，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： 。

解析：（1）实验前，调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，当杠杆右端下沉时，将平衡螺母向左移动，反之则向右移动；实验中要求杠杆在水平位置平衡，这样作用在杠杆上的动力和阻力都是沿竖直方向的，其力臂都在杠杆上，便于测量。

（2）A 点距离支点O 3个长度单位，B 点距离支点O 2个长度单位，这样左右两个力的力矩大小相等，方向相反，杠杆处于平衡状态，所以小明便得出了杠杆的平衡条件为：F 1 l 1= F 2l 2；小明由一次实验数据就得出结论，该结论具有偶然性，所以是不合理的。

（3）若支点不在杠杆的中点时，那么杠杆位于支点两侧部分的重力不同，它们的力矩方向相反，大小不等，对实验结论的影响较大。

答案：（1）左；水平；力臂 （2）F 1 l 1= F 2 l 2；不合理；结论具有偶然性（结论没有普遍性）（3）杠杆自重的影响。

点评：实验注意事项：（1）在实验过程中绝不能再调节平衡螺母，否则会破坏原有的平乙甲衡；（2）实验中尽量对力和力臂做大的调整，少出现等臂的情况；（3）多次测量，避免只由一次实验数据就得出结论的错误。

《实验18 研究杠杆的平衡条件》针对练习1．（2011年中考·湖南长沙卷）下列实验中没有用到控制变量法的是（）A．探究杠杆的平衡条件 B．探究电磁铁的磁性强弱与什么因素有关C．探究液体内部压强特点 D．探究导体的电流与它的电压、电阻的关系1.A2．（2011年中考·浙江衢州卷）在科学实验时，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要进行反复多次实验。

①“测量物体的长度”时，多次测量②“研究杠杆的平衡”时，改变动力(臂)和阻力(臂)，多次测量③“研究串、并联电路的电流特点”时。

换用不同定值电阻，多次测量④“用电压表和电流表测导体的电阻”时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值上述实验中寻找普遍规律的是( )A．①② B．①③ C．②③ D．②④2.C 解析：在①④实验中，都需要多次测量求平均值，其目的在于尽量减小测量过程中的人为误差；而②③实验中，多次测量的目的在于“改变条件，验证规律是否仍然成立，进而能否得出普遍规律”。

答案为C。

3.（2011年中考·福建福州卷）如图所示，在研究杠杆平衡条件时，为了使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向＿＿＿（选填“左”或“右”）调节。

3.右解析：左边低，应该将平衡螺母向右调。

4．（2011年中考·浙江嘉兴、舟山卷）在科学研究中，实验设计的严密性和操作的规范性都是确保获得正确结论的前提。

如图所示，在“研究杠杆平衡条件”的实验中，每个钩码重为0.5 N，弹簧测力计拉着杠杆并使之在水平位置平衡。

读数并计算后发现结果与杠杆平衡条件不符。

该实验操作的不规范之处是。

[源:Zx4.弹簧秤没有沿竖直方向拉解析：因为弹簧秤没有沿竖直方向拉，所以其力臂并不等于其在杠杆上对应的刻度值，所以本实验要求弹簧的拉力方向必须与杠杆垂直，只有这样，在杠杆平衡时，两个力臂才能直接从杠杆的刻度尺上读出。

5．（2011年中考·湖北襄阳卷）小风做“探究杠杆的平衡条件”这个实验，他在实验中选择了一根50cm长的杠杆，杠杆上每一小格的长度为5cm。

调节平衡螺母，使杠杆在_______平衡，此时杠杆重力的力臂为___________。

试验台上总共只有6个相同的钩码，小风在杠杆左边第二格上挂了3个钩码（如图所示），若想使杠杆平衡，可能的方法是在_____________。

（填一种方法即可）5.水平位置；0；B点挂3个钩码或C点挂2个钩码（A点挂2个，D点挂一个或者A点挂1个，E点挂1个也可）6．（2011年中考·江苏连云港卷）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：（1）在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图（甲）所示。

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________组实验更好，理由是_____________________________________。

6.（1）右（2）二便于从杠杆上直接读取力臂解析：（1）杠杆重心右移应将平衡螺母向右调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；（2）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．7．（2011年中考·广西河池卷）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 。

7.（1）水平 （2）三 （3）变大；拉力F 的力臂变小解析：（1）本实验中要求杠杆在水平位置平衡，这样作用在杠杆上的动力和阻力都是沿竖直方向，其力臂在杆上，便于测量。

（2）根据杠杆平衡条件F 1l 1=F 2l 2可知，应在杠杆左边A 处挂3个相同的钩码。

（3）当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，弹簧测量计的拉力与其力臂的乘积不变，因为其力臂在变小，所以拉力大小要变大。

8．（2011年中考·吉林长春卷）如图是“探究杠杆平衡条件”的实验装置。

（1）实验前，发现杠杆左端略高于右端，应将螺母向____调节，直到杠杆在水平位置平衡。

（2）在图甲中的A 处挂2个相同的钩码，要使杠杆水平平衡，在B 处应挂____个同样的钩码。

乙 甲（3）在图乙中的C处施加竖直向下的拉力F，使杠杆水平平衡。

当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平衡，拉力F的大小将____，原因是____。

8.（1）左（2）3 （3）变大阻力和阻力臂不变时，动力臂变小解析：此题考查“探究杠杆平衡条件”实验。

在图甲中的A处挂2个相同的钩码，要使杠杆水平平衡，根据杠杆平衡条件，在B处应挂3个同样的钩码。

在图乙中的C处施加竖直向下的拉力F，使杠杆水平平衡。

当拉力F向右倾斜时，动力臂减小，仍要保持杠杆水平平衡，拉力F的大小将变大。

9．（2011年中考·甘肃兰州卷）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，使杠杆在＿＿＿＿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/cm1 2.0 5 1.0 102 2.0 10 2.0 103 3.0 10 2.0 15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.（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解析：本题考查探究“杠杆平衡条件”的实验的正确理解。

（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左调节，使杠杆在水平位置位置平衡；（2）在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在原来的位置重新平衡，根据记录数据得出杠杆的平衡条件是F1L1=F2L2（动力×动力臂=阻力×阻力臂）；（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将不同的物理量进行了加法运算。

10．（2011年·福建宁德卷）在探究杠杆平衡条件实验中：若杠杆静止在图所示的位置：，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。

10.右；便于测量力臂；311．（2011年中考·福建莆田卷）探究杠杆的平衡条件（1）如图所示，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．将钩码挂职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（3）每个钩码重1N，杠杆上每格长度是4cm。

下表是某同学记录的实验数据。

次数 F 1/N L 1/cm F 2/N L 2/ cm 11 82 4 22 8 1 163 2 12 3 8分析上述数据，可得出的杠杆的平衡条件是：（4）上图中，杠杆在水平位置平衡，如果这时在两侧钩码下各增加一个相同的钩码，杠杆的 端将下沉。

11.（1）右；不可以 （2）AEDCB （3）F 1l 1=F 2l 2（或动力×动力臂=阻力×阻力臂）12.（2011年中考·山东日照卷）小强在验证杠杆平衡条件的实验中：（1）实验前没有挂钩码和弹簧测力计时，发现杠杆左端高右端低，要使其在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向 调节，这一调节过程的目的是为了使杠杆的 对杠杆平衡不产生影响，这时杠杆重力的力臂为 。