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1、實驗18 研究杠桿的平衡條件 典例 如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件"實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同的鉤碼若干個。 （1)實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時,發(fā)現杠桿右端下沉。此時，應把杠桿兩端的平衡螺母向（選填“左”或“右”）調節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時，保持并靜止,達到平衡狀態(tài)。這樣做的好處是:便于在杠桿上直接測量。 （2）杠桿調節(jié)平衡后,小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼,在B點處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：。他這樣得出的結論是否合理？；為什么？。 （3）實驗結束后，小明提出了新的探究問題：

2、“若支點不在杠桿的中點時,杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小組同學利用如圖乙所示裝置進行探究,發(fā)現在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于平衡狀態(tài)時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符.其原因是:. 解析:（1)實驗前，調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，當杠桿右端下沉時,將平衡螺母向左移動，反之則向右移動；實驗中要求杠桿在水平位置平衡，這樣作用在杠桿上的動力和阻力都是沿豎直方向的，其力臂都在杠桿上,便于測量。 (2）A點距離支點O3個長度單位，B點距離支點O2個長度單位，這樣左右兩個力的力矩大小相等,方向相反，杠桿處于平衡狀態(tài),所以小明便得出了杠桿的平衡條件為：

3、F1 l1= F2 l2；小明由一次實驗數據就得出結論，該結論具有偶然性，所以是不合理的。 （3)若支點不在杠桿的中點時,那么杠桿位于支點兩側部分的重力不同，它們的力矩方向相反，大小不等，對實驗結論的影響較大. 答案：（1）左；水平；力臂 （2)F1 l1= F2 l2；不合理；結論具有偶然性（結論沒有普遍性）（3）杠桿自重的影響。 點評：實驗注意事項：（1）在實驗過程中絕不能再調節(jié)平衡螺母，否則會破壞原有的平衡；（2)實驗中盡量對力和力臂做大的調整，少出現等臂的情況;（3）多次測量，避免只由一次實驗數據就得出結論的錯誤. 《實驗18 研究杠桿的平衡條件》針對練習 1．下列

4、實驗中沒有用到控制變量法的是（ ） A．探究杠桿的平衡條件B．探究電磁鐵的磁性強弱與什么因素有關 C．探究液體內部壓強特點D．探究導體的電流與它的電壓、電阻的關系 1。A 2．在科學實驗時，為了減小誤差或尋找普遍規(guī)律，經常需要進行反復多次實驗. ①“測量物體的長度”時，多次測量 ②“研究杠桿的平衡”時，改變動力（臂）和阻力(臂)，多次測量 ③“研究串、并聯(lián)電路的電流特點”時。換用不同定值電阻，多次測量 ④“用電壓表和電流表測導體的電阻”時，多次測量電阻兩端電壓和通過電阻的電流值 上述實驗中尋找普遍規(guī)律的是（ ） A．①② B．①③ C．②③ D．②

5、④ 2。C 解析：在①④實驗中,都需要多次測量求平均值，其目的在于盡量減小測量過程中的人為誤差;而②③實驗中,多次測量的目的在于“改變條件，驗證規(guī)律是否仍然成立，進而能否得出普遍規(guī)律”.答案為C。 3。如圖所示，在研究杠桿平衡條件時，為了使杠桿在水平位置平衡,應將兩端的平衡螺母向＿＿＿（選填“左"或“右”）調節(jié)。 3。右解析：左邊低,應該將平衡螺母向右調. 4．在科學研究中，實驗設計的嚴密性和操作的規(guī)范性都是確保獲得正確結論的前提.如圖所示,在“研究杠桿平衡條件”的實驗中，每個鉤碼重為0。5 N，彈簧測力計拉著杠桿并使之在水平位置平衡.讀數并計算后發(fā)現結果與杠桿平衡條件不符。該

6、實驗操作的不規(guī)范之處是. 4.彈簧秤沒有沿豎直方向拉 解析：因為彈簧秤沒有沿豎直方向拉，所以其力臂并不等于其在杠桿上對應的刻度值，所以本實驗要求彈簧的拉力方向必須與杠桿垂直，只有這樣，在杠桿平衡時，兩個力臂才能直接從杠桿的刻度尺上讀出。 5．小風做“探究杠桿的平衡條件”這個實驗，他在實驗中選擇了一根50cm長的杠桿,杠桿上每一小格的長度為5cm。調節(jié)平衡螺母，使杠桿在_______平衡，此時杠桿重力的力臂為___________。試驗臺上總共只有6個相同的鉤碼,小風在杠桿左邊第二格上掛了3個鉤碼（如圖所示），若想使杠桿平衡，可能的方法是在_____________。(填一種方法即可

7、) 5.水平位置；0；B點掛3個鉤碼或C點掛2個鉤碼（A點掛2個，D點掛一個或者A點掛1個，E點掛1個也可) 6．在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中: (1）在沒有掛鉤碼時杠桿的平衡位置如圖（甲)所示。為使杠桿在水平位置平衡，應將杠桿左端螺母向_______邊旋一些（選填“左“或“右”）。 (2）調好后，第一組按圖（乙）進行實驗,第二組按圖（丙）進行實驗．你認為第________組實驗更好,理由是_____________________________________. 6.（1）右 (2）二 便于從杠桿上直接讀取力臂 解析：（1)杠桿重心右移應將平衡螺母向右

8、調節(jié)，直至重心移到支點處,使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響; （2）力臂等于支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來，因此第二組實驗設計的好，此時彈簧測力計的拉力與杠桿垂直,力臂直接從杠桿上直接讀?。? 7．在探究杠桿平衡條件的實驗中： (1）小麗把杠桿支在支架上，調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在位置平衡. （2）如圖甲所示,在杠桿右邊B處掛兩個相同的鉤碼,要使杠桿仍在水平位置平衡，應在杠桿左邊A處掛個相同的鉤碼。 乙 甲 （3)如圖乙所示,用彈簧測力計在C處豎直向上拉,當彈簧測力計逐漸向右傾

9、斜時，杠桿仍然在水平位置平衡，彈簧測力計的拉力F （填“變大” 、“不變” 或“變小”）,原因是。 7。（1）水平 （2)三 （3）變大;拉力F的力臂變小 解析：（1）本實驗中要求杠桿在水平位置平衡，這樣作用在杠桿上的動力和阻力都是沿豎直方向，其力臂在桿上,便于測量。（2)根據杠桿平衡條件F1l1=F2l2可知，應在杠桿左邊A處掛3個相同的鉤碼。（3）當彈簧測力計逐漸向右傾斜時，彈簧測量計的拉力與其力臂的乘積不變，因為其力臂在變小,所以拉力大小要變大。 8．如圖是“探究杠桿平衡條件"的實驗裝置. （1)實驗前,發(fā)現杠桿左端略高于右端，應將螺母向____調節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡

10、. （2）在圖甲中的A處掛2個相同的鉤碼，要使杠桿水平平衡，在B處應掛____個同樣的鉤碼。 （3）在圖乙中的C處施加豎直向下的拉力F，使杠桿水平平衡。當拉力F向右傾斜時,仍要保持杠桿水平平衡，拉力F的大小將____，原因是____. 8.（1）左 （2）3 （3）變大 阻力和阻力臂不變時，動力臂變小 解析:此題考查“探究杠桿平衡條件"實驗。在圖甲中的A處掛2個相同的鉤碼，要使杠桿水平平衡,根據杠桿平衡條件，在B處應掛3個同樣的鉤碼。在圖乙中的C處施加豎直向下的拉力F，使杠桿水平平衡。當拉力F向右傾斜時，動力臂減小，仍要保持杠桿水平平衡，拉力F的大小將變大。 9．在探

11、究“杠桿平衡條件”的實驗中： （1）某同學將杠桿懸掛起來，發(fā)現杠桿的右端低,左端高，他應該將杠桿兩端的平衡螺母向＿＿＿＿調節(jié)，使杠桿在＿＿＿＿位置平衡。 （2）在杠桿兩端掛鉤碼，不斷改變動力或動力臂的大小,調節(jié)阻力或阻力臂的大小,使杠桿在原來的位置重新平衡,記錄數據如下表： 實驗次序 動力F1/N 動力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 2。0 5 1。0 10 2 2.0 10 2.0 10 3 3.0 10 2.0 15 根據表中的數據你得出杠桿的平衡條件是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿. （3）根據第2次實驗數據有同學得出杠桿

12、的平衡條件是:動力＋動力臂＝阻力＋阻力臂。他得出此錯誤結論的原因是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿. 9。（1）左;水平位置 （2）F1L1=F2L2(動力動力臂=阻力阻力臂） （3）將不同的物理量進行了加法運算 解析：本題考查探究“杠桿平衡條件”的實驗的正確理解。(1）某同學將杠桿懸掛起來，發(fā)現杠桿的右端低,左端高,他應該將杠桿兩端的平衡螺母向左調節(jié)，使杠桿在水平位置位置平衡；(2）在杠桿兩端掛鉤碼,不斷改變動力或動力臂的大小,調節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在原來的位置重新平衡，根據記錄數據得出杠桿的平衡條件是F1L1=F2L2（動力動力臂=阻力阻力臂）；（3）根據第2次實驗數

13、據有同學得出杠桿的平衡條件是:動力＋動力臂＝阻力＋阻力臂.他得出此錯誤結論的原因是將不同的物理量進行了加法運算。 10．在探究杠桿平衡條件實驗中： 若杠桿靜止在圖所示的位置:,可將杠桿右端的螺母向 (填“左”或“右”）調節(jié)一些，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是 。杠桿平衡后，在A點掛兩個50g的鉤碼，在B點應掛 個50g的鉤碼才能使杠桿恢復平衡。 10。右;便于測量力臂；3 11探究杠桿的平衡條件 （1)如圖所示,若杠桿在使用前左端低，右端高,要使它在水平位置平衡,應將杠桿右端的螺母向（填“左”或“右”）調節(jié)至平衡。杠桿平衡后，在整個實驗過程中，（填“可以"或“不可以”)再旋

14、動兩側的螺母。 (2）下列實驗步驟中 A．調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡。 B．計算每次實驗中F1L1和F2L2的大小,根據計算結果得出杠桿的平衡條件。 C．改變鉤碼的個數和位置，重復實驗。 D．記下動力F1、動力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小，將數據填入表格中。 E．將鉤碼掛職在杠桿的支上點兩邊，先改變動力或動力臂的大小，然后調節(jié)阻力或阻力臂的大小,使杠桿在水平位置重新平衡. 正確的順序是 （3)每個鉤碼重1N，杠桿上每格長度是4cm。下表是某同學記錄的實驗數據。 次數 F1/N L1/cm F2/N L2/ cm 1 1 8 2 4

15、 2 2 8 1 16 3 2 12 3 8 分析上述數據,可得出的杠桿的平衡條件是： （4）上圖中，杠桿在水平位置平衡,如果這時在兩側鉤碼下各增加一個相同的鉤碼，杠桿的端將下沉。 11.(1）右；不可以 (2)AEDCB （3)F1l1=F2l2（或動力動力臂=阻力阻力臂） 12.小強在驗證杠桿平衡條件的實驗中: （1）實驗前沒有掛鉤碼和彈簧測力計時，發(fā)現杠桿左端高右端低，要使其在水平位置平衡,應將杠桿左端的平衡螺母向調節(jié)，這一調節(jié)過程的目的是為了使杠桿的對杠桿平衡不產生影響，這時杠桿重力的力臂為。 (2）在下圖中,杠桿水平平衡后,小強調節(jié)左邊鉤

16、碼的個數和位置,使杠桿水平平衡時，測出F1=1.2N，F2=1。5N;OA=30cm,OB=20cm。他將所得數據直接代入杠桿平衡條件的公式中，發(fā)現F1OA和F2OB并不相等,從而認為杠桿的平衡條件不一定是F1 l1= F2 l2。小強的失誤是。 A BA OA F1 F2 CA （3)在上圖中,若B處的鉤碼不變，小強將彈簧測力計由A處移到C（OC=10cm）處，施加一個豎直方向的力,使杠桿在水平位置平衡，則這個力的方向應，大小為N. (4)在上圖中，若B處的鉤碼不變，小強不用彈簧測力計，在A處掛N的鉤碼，杠桿在水平位置仍然平衡。 12.（1）左（外）；重力;0 （

17、2）把OA 當成了F1 的力臂（或:把F1的力臂弄錯了）（3）豎直向上；3 （4）1 解析：（1)杠桿左端高時,應將左端平衡螺母向左（或外)調節(jié)，右端的平衡螺母向右（或外）調節(jié).當杠桿水平平衡時，杠桿的重心位于支點位置,所以重力的力臂為零。 （2)小強的失誤是把OA 當成了F1 的力臂（或：把F1的力臂弄錯了）. （3)B處鉤碼的力F2=1。5N，方向豎直向下，力臂大小l2=OB=20cm，將彈簧測力計由A處移到C(OC=10cm）處時，彈簧測力計對杠桿的拉力方向豎直向上，其力臂l1=OC=10cm，根據杠桿的平衡條件F1 l1= F2 l2可得,F1= F2 l2/l1=3N。

18、(4)若B處的鉤碼不變，則F2=1。5N,l2=OB=20cm,l1=OA=30cm,F1= F2 l2/l1=1N,即在A處掛1N的鉤碼，杠桿在水平位置仍然平衡。 13．在我市物理實驗操作考試中，考評教師針對“探究杠桿平衡條件的實驗"，記錄了甲、乙同學的操作過程(如下表),他們的實驗步驟中均因為存在錯誤而失分。請你指出錯誤的步驟，并說明失分原因。 甲同學 乙同學 實驗 步驟 1．調節(jié)杠桿在水平位置平衡如圖a所示 2．在帶有滑道的杠桿兩端掛上鉤碼后，杠桿的狀態(tài)如圖b所示。調節(jié)平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡 3．記錄鉤碼重，并讀取動力臂OA和阻力臂OB 1．調節(jié)杠桿在如

19、圖c所在的位置保持靜止狀態(tài) 2．在帶有滑道的杠桿兩端掛上鉤碼，并調節(jié)鉤碼在杠桿上的位置,使杠桿在水平位置平衡，如圖d所示 3．記錄鉤碼重，并讀取動力臂OA和阻力臂OB 實驗裝置 甲同學：錯誤步驟________(填序號）；失分原因________________________________; 乙同學：錯誤步驟_______ (填序號）;失分原因________________________________。 13。甲：2靠調節(jié)平衡螺母使杠桿恢復平衡；乙：1實驗初始，沒有調節(jié)杠桿在水平位置平衡 14．在探究杠桿平衡條件的過程中，我們把支點放在質地均勻的杠桿中間，這

20、樣做的目的是；實驗時，首先調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,并使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是；同學們通過多次實驗，得出以下數據，分析得出杠桿平衡條件是；請你應用杠桿平衡條件，把表格中的數據填寫完整。 1 2 3 4 L1／m 0.1 0。15 0.2 0.2 F1／N 0。5 0.5 1.5 L2／m 0.05 0.05 0。1 0。1 F2／N 1 1.5 3 4 次數 物理量 小光同學實驗時,在杠桿上掛了如圖所示的兩組鉤碼。若在不加減鉤碼的前提條件下，把左端的兩個鉤碼向右移動個格，可使杠桿平衡;若在不移

21、動鉤碼位置的前提條件下,采用兩端同時減掉的方法，也可使杠桿平衡（杠桿上相鄰刻線之間的距離相等,每個鉤碼的質量都相同）。 14。避免杠桿自身重力對杠桿平衡的影響(或 杠桿重心在支點上、杠桿重力作用線過支點) 便于測量力臂；F1l1=F2l2（或動力動力臂=阻力阻力臂); 2（表格中的數據）；1；1個鉤碼 15．這是一架應用杠桿平衡條件制作的只需要一個砝碼的天平，所用砝碼是實驗室里常見的質量為50g的鉤碼，用細線掛在右側橫梁上,調節(jié)天平至水平位置平衡（如圖甲所示）。測量時只需移動細線在橫梁上的位置使橫梁平衡，由細線在橫梁上的位置對應的刻度值直接表示物體的質量. （1)將下列測量物體

22、質量的幾個主要步驟按正確的順序寫出來（只填寫序號）_ _ __ a．將懸掛鉤碼的細線移到0刻線。 b．將天平放在水平臺面上。 c．將待測物體放在天平的置物盤上。 d．調整橫梁右側的平衡螺母使橫梁上懸掛的重錘線對準底座上的標記. e．移動懸掛鉤碼的細線使橫梁上懸掛的重錘線對準底座上的標記。 （2)為了確定橫梁上的刻度，在置物盤中放置一個50g的砝碼，移動懸掛鉤碼的細線使橫梁平衡（如圖乙所示）。請在圖甲的橫梁標尺上標出50g、150g二個刻度。 （3）將一石塊放在置物盤上，移動懸掛鉤碼的細線使橫梁平衡(如圖丙所示）。這個礦石的質量是_________g 15。(1)badc

23、e （2）如圖所示 (3)100 16．同學們利用圖1裝置驗證“杠桿的平衡條件”，實驗中記錄的數據如下： （1）寫出分析處理實驗數據的具體過程及驗證的結果． (2）杠桿在生活中有很多應用．如圖2所示，現欲使靜止的蹺蹺板發(fā)生轉動，可采取的做法是，并說出能驅使蹺蹺板發(fā)生轉動的條件． 16.(1)過程：分別計算出動力動力臂（或F1L1）分別計算出阻力阻力臂（或F2L2) 第一組 1N15cm=15Ncm 1．5N10cm=15Ncm 第二組 2N25cm=50Ncm 2．5N20cm=50Ncm 第三組 3N20cm=60Ncm 4 N1

24、5cm=60Ncm 經過比較每一組的動力和動力臂乘積與阻力和阻力臂乘積都相等 驗證的結果：經驗證可得出杠桿平衡時滿足：動力動力臂=阻力阻力臂 （2)做法：甲不動，乙向遠離支點方向移動 (或乙不動，甲向靠近支點方向移動） （或乙不動，甲蹬地，減小甲對蹺蹺板的壓力) 條件：使蹺蹺板順時針和逆時針方向轉動的力和力臂的乘積不相等 17.用細線拴住一端粗、一端細的實心胡蘿卜并懸掛起來，靜止后胡蘿卜的軸線水平，如圖所示；在拴線處沿豎直方向將胡蘿卜切成A、B兩段，A、B哪段重些呢?甲、乙、丙三個同學提出各自的猜想: 甲：A較重；乙：B較重;丙：A、B一樣重． （1）請設計一

25、個簡易實驗，判斷A、B的輕重． 所用器材：； 操作方法：； 現象及結論:． （2）為進一步研究類似A、B輕重的問題,某同學在一根有等間距刻度的均勻杠桿兩側掛上每個質量都相等的鉤碼進行實驗，杠桿靜止于水平狀態(tài)的三次實驗情境如圖所示． ①根據上圖的實驗，可以判斷同學的猜想是正確的（填“甲”、“乙”或“丙”） ②根據上圖的實驗,該同學得出結論： 只要滿足“阻力阻力作用點到支點的距離=動力動力作用點到支點的距離”,杠桿就能平衡 a．這個結論是否正確? b．用圖所示的裝置，怎樣通過實驗來說明該結論是否正確． 結論:天平的指針向哪邊偏轉，哪段蘿卜就重。 (2）①從圖中可以

26、看出第一幅圖左右鉤碼個數相等,力臂個數也相等．第二幅圖左邊鉤碼個數為3個，力臂為2格．右邊鉤碼個數為2個，力臂為3格．第三幅圖左邊鉤碼個數為3個，力臂為2格，右邊鉤碼個數為1個,力臂為6格．由杠桿的平衡條件知．三幅圖中左邊鉤碼個數和力臂都不變，但右邊隨著鉤碼個數的減少，力臂在變大．可得重力越大，其力臂越?。醇淄瑢W猜想正確．故答案為甲． ②a．這個結論是錯誤的． b．當彈簧測力計不是在豎直方向拉時，如像下圖方向拉時，會發(fā)現：“阻力阻力作用點到支點的距離≠動力動力作用點到支點的距離”，可判斷這個結論錯誤． 1。將彈簧測力計斜向右（或斜向左）拉,保持杠桿水平平衡． 2.讀出動力：測力計的示數F1；量出動力作用點到支點的距離L1 3。用測力計測出三個鉤碼的重力即阻力大小F2,量出阻力作用點到支點的距離L2 4。計算F1L1的值與F2L2的值，再進行比較，可以得出上述結論不正確 點評:此題主要考查學生對于杠桿平衡條件的理解，解題的關鍵是理解力臂的概念，它是指從支點到力的作用線的距離．(試題難度較大）