《2022年中考物理实验专题复习解读与训练》重点实验17 探究杠杆平衡的条件（解析版）

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重点实验 17 探究杠杆平衡的条件

【设计与进行实验】

1.实验器材：杠杆、钩码若干、铁架台、刻度尺；

2.实验步骤：

① 把杠杆支在支架上，调节平衡螺母，使杠杆　在水平方向　平衡；

② 把三个钩码挂在杠杆两侧（左边 2 个，右边 1 个），移动钩码的位置，使杠杆仍在水平方

向平衡（下图）。把支点左方的钩码对杠杆的作用力（等于钩码受的重力）当作阻力，把

支点右方的钩码对杠杆的作用力当作动力，将动力 F1，动力臂 L1，阻力 F2，阻力臂 L2的数

值填入表中。

③ 在左方钩码下再增加 2 个钩码，位置不变，移动右方钩码位置，使杠杆重新在水平方向平

衡，将实验数据也填入表中。

④ 在杠杆两侧挂上个数相同的钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置平衡，将测得的力和

力臂记在表中。

⑤ 如下右图所示，把钩码挂在杠杆一侧，用弹簧测力计在同侧竖直向上拉住杠杆，使杠杆在

水平位置平衡，把钩码拉杠杆的力当作阻力，把弹簧测力计拉力当作动力，将力和力臂的

数据填入表中。

实验记录

实验次

数

动力

（N）

动力臂

（cm）

动力×动力

臂

（N·cm）

阻力

（N）

阻力臂

（cm）

阻力×阻力

臂（N·cm）

1 1 8 2 4

2 2 8 1 16

3 2 12 3 8

【分析和论证】由表格可知：动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。

【实验结论】

杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为

【交流与评估】

（1）实验前调整杠杆在水平位置平衡（第一次）：

① 平衡螺母调节原则：左偏右调，右偏左调；

② 在水平位置平衡的目的：方便测量力臂；

③ 让杠杆的重心在支点上的目的：重力的力臂为 0，消除杠杆的重力对实验的影响。

（2）实验时让杠杆在水平位置平衡（第二次）的目的：方便读出力臂大小。

（2）实验应多次测量：改变钩码的质量和钩码的位置，使结论具有普遍性；

（3）将一端钩码换成弹簧测力计的相关分析；

① 好处：能直接读出拉力的大小，实验操作更方便；

② 拉动方向：竖直向下拉动（与钩码同侧时竖直向上拉动）；

③ 弹簧测力计从竖直拉变为倾斜拉，拉力力臂变小，测力计示数变大；

（4）杠杆处于平衡状态的判断：静止或匀速转动状态。

（5）在杠杆支点处用弹簧测力计施加一个垂直杠杆向上的力是否会影响杠杆的平衡：

不影响，这个力的力臂为 0。

（6）弹簧测力计斜拉和竖直拉方案的评估。

（7）杠杆平衡条件在生活中的应用。

（8）实验中，为了方便测量力臂，所以力臂和力都是垂直关系，容易误导得出杠杆的平衡条

件是：动力×动力作用点到支点距离=阻力×阻力作用点到支点距离。因此应该改变力

的方向进行实验。

【例 1】（1）在实验前将杠杆调节到水平平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响和

便于测量力臂 .

（2）在调节杠杆平衡的过程中,如果杠杆的右端向下倾斜,平衡螺母应向左（选填“左”或“右”）

端调节.

（3）如图甲所示,在杠杆的 A 处挂 2 个相同的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆 B 处挂 3 个相同

的钩码.

甲乙

（4）在（3）中杠杆平衡的基础上,将 A、B 两处钩码同时减去 1 个,那么杠杆不能（选填“能”或“不

能”）在水平位置保持平衡.若能,说明理由,若不能,说明杠杆将向哪端倾斜杠杆将向右端倾斜 .

（5）图甲中,在 A 处挂 2 个钩码,用弹簧测力计在 C 处竖直向上拉,使杠杆水平平衡.若将弹簧测力计逐渐倾

斜,为使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将变大（选填“变大”“变小”或“不变”）.

（6）通过多次实验,得出了如表所示的数据,分析数据可得杠杆的平衡条件是 F1L1=F2L2(或动力×动力

臂=阻力×阻力臂) ;请你应用杠杆平衡条件,把表格中的第 4 次实验数据补充完整.

实验次数 1 2 3 4

动力臂L

/m 0.1 0.15 0.2 0.2

动力F

/N 0.5 0.5 1.5 ______

阻力臂L

/m 0.05 0.05 0.1 0.1

阻力F

/N 1 1.5 3 4

（7）下列四个因素中,不会带来实验误差的是 A .（填序号）

A.铁架台自身的重力很大

B.单个钩码的重力不完全相等

C.悬挂钩码的绳套重力偏大

D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大

（8）小红想探究如果杠杆受到 F2、F3 两个阻力,结果会怎样?她通过实验,得到了图乙所示的结果,杠杆此时

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