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物理第六章 力和机械5 探究杠杆的平衡条件导学案及答案
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这是一份物理第六章 力和机械5 探究杠杆的平衡条件导学案及答案，文件包含65探究杠杆平衡条件教师版八年级物理下册同步精品讲义沪粤版doc、65探究杠杆平衡条件学生版八年级物理下册同步精品讲义沪粤版doc等2份学案配套教学资源，其中学案共18页， 欢迎下载使用。
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知识精讲
知识点01 认识杠杆
1、把能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆．
（1）杠杆绕着转动的点叫做支点，如图中的点 ．
（2）使杠杆转动的力是动力，如图中的 ．
（3）阻碍杠杆转动的力是阻力，如图中的 ．
（4）从支点O向动力作用线所作的垂线段叫做动力臂，如图中的 ．
（5）从支点O向阻力作用线所作的垂线段叫做阻力臂，如图中的 ．
【即学即练1】如图6－5－2所示的杠杆OC，O是支点，若F1是动力，F2是阻力，则动力臂是 ，阻力臂是 ．（用字母表示）
【答案】OA;OB
知识点02 画力臂
1．杠杆的力臂：从支点O到力的作用线的距离，如右图中的OC.
2．使杠杆平衡的最小力的作图法：
（1）在杠杆上找离支点最远的点作为力的作用点；
（2）把该点与支点连接的线段作为力臂；
（3）对应的力最小（注意力的方向）.
【即学即练1】画出下图杠杆中F1、F2的力臂L1、L2.
【答案】
知识点03 杠杆平衡条件
1．杠杆的平衡状态： 杠杆处于静止状态或匀速转动状态．
2．杠杆平衡的条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1×L1＝F2×L2.
【即学即练3】在“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在下图甲所示的位置：
（1）杠杆的位置如图甲所示，此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡．实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是 ．
（2）某同学做了图乙一次实验后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，小明同学认为他的做法不合理，理由是 ．
（3）如果图乙左右两侧各加挂一个钩码，杠杆的 端会下降．
（4）利用如图丙所示装置进行实验，每个钩码重0.5 N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为 N.如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数将 （选填“变大”“不变”或“变小”）.
【解析】（1）图甲杠杆右端下沉，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向左调节；实验前先要调节杠杆在水平位置平衡，施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做是为了便于测量力臂的大小．（2）只由一次实验得出杠杆平衡的条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂．这种结论具有偶然性，不合理．要进行多次实验，总结杠杆平衡条件．（3）如果再在左右两侧各加挂一个钩码，因3G×3L＞4G×2L，所以杠杆的左端下沉．（4）设杠杆上一格的长度为L，杠杆在水平位置平衡，由F1L1＝F2L2得0.5 N×3×3L＝F1×2L，解得F1＝2.25 N；杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的作用力竖直向下拉时，力臂最长，当弹簧测力计沿虚线方向向下斜拉时，力臂将减小，因此作用力将变大．
知识点04 杠杆的分类
1．在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离．
2．在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离．
3．在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力不省距离．
【即学即练1】如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）
【答案】瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；起钉锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误．
分层提分
【基础训练】
1．根据题意要求完成作图：
如图中，以O为转轴的杠杆OA处于静止状态，作出拉力F1的力臂l1和阻力F2。
【解答】解：如图所示，O为支点，延长拉力F1的作用线，从点O到F1的作用线作垂线，即为F1的力臂l1；由题可知，重物对杠杆的拉力为阻力F2，方向为竖直向下；如下图所示：
2．下列工具中使用时属于省力杠杆的是（ ）
A．筷子 B．羊角锤 C．笤帚 D．船桨
【解答】解：ACD、筷子、笤帚、船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故ACD错误；
羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
3．弹簧测力计竖直向上拉杠杆，当钩码悬挂在杠杆上哪点时，杠杆在如图所示的位置处于平衡状态，且弹簧测力计的示数最小（ ）
A．A点B．B点C．C点D．D点
【解答】解：由图可知，阻力的大小不变，动力的力臂大小不变，根据杠杆的平衡条件可知，当阻力臂最小时，动力是最小的；钩码挂在C点时，根据力臂的定义可知，此时的阻力臂是最小的，动力最小。
4．2021年8月20日，航天员聂海胜、刘伯明在机械臂（左图）的辅助下成功从天和核心舱出舱。机械臂的功能类似于人的手臂（杠杆），但它有7个关节，长度可达10多米，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（ ）
羊角锤 B．起子 C．食品夹 D．扳手
【解答】解：机械臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；羊角锤、起子、扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆；食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C正确。
故选：C。
5．如图所示，杠杆处于平衡状态，且杠杆上的刻度均匀，各钩码质量相等。如果把杠杆两侧的钩码各取下一个，保持钩码位置不变，则杠杆会（ ）
A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然平衡 D．无法判断
【解答】解：设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，若将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，则左侧力与力臂的乘积为：1G×4L＝4GL，右侧力与力臂的乘积为：3G×2L＝6GL，因为4GL＜6GL，根据杠杆平衡条件可知，杠杆不能平衡，且右端下沉，故B正确。
6．如图所示，绕固定点O转动的轻质杠杆，中点处挂一重物G，端点处有一个始终垂直于杠杆的拉力F，使其缓慢地向图中A位置移动到B的过程中，关于拉力F的说法正确的是（ ）
A．一直增大B．先变大后变小
C．先变小后变大D．保持不变
【解答】解：
由图可知，O为支点，阻力为物体的重力G，由于F始终垂直于杠杆，所以动力臂不变；将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力变大；
将杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力变小；所以，在整个过程中，F先变大后变小。
故选：B。
7．使用筷子、镊子、船桨等杠杆时，虽然费力，但可以省距离。对“省距离”的认识，下列说法正确的是（ ）
A．减小动力臂
B．减小阻力臂
C．减小动力作用点移动的距离
D．减小阻力作用点移动的距离
【解答】解：筷子、镊子、船桨，在使用时动力臂小于阻力臂，都属于费力杠杆，虽然费力，但可以省距离，即动力作用点要少移动距离，故ABD错误、C正确。
故选：C。
8．小梦在探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图所示，他这样做的最终目的是（ ）
A．便于读出拉力大小B．便于改变拉力
C．便于正确认识力臂D．便于测量力臂大小
【解答】解：从支点到力的作用线的距离叫力臂，
在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，
当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，
根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，
这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识。
故选：C。
分层提分
【能力提高】
1．如图所示，圆强形轨道CD固定，水平杠杆OA的A端恰在圆的圆心处，小圆环E套在轨道上通过细线与水平杆OA端相连，一重物G悬挂在杠杆上的B点。在E环从C点沿轨道顺时针转到D点的过程中，细线对A端的拉力F的变化情况，以下说法正确的是（ ）
A．保持不变B．先变小再变大
C．一直变小D．先变大再变小
【解答】解：由题意可知，在E环顺时针转动中，杠杆始终处于平衡状态，且阻力与重物的重力大小相等，阻力臂为OB不变；根据杠杆平衡的条件可知，在阻力和阻力臂均不变时，动力臂越大，动力会越小；E环在竖直位置时，动力臂最大为OA，则此时动力最小，所以E环从C端移动到D端的过程中，动力会随角θ的变大而先变小后变大。
故选：B。
2．停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆，若横杆AB粗细相同，质量分布均匀，重120N，AB＝2.8m，AO＝0.3m。要使横杆AB保持水平平衡，则在A端施加最小动力的方向是竖直向 ，这个力的大小是 N，此杠杆是一个 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。
【解答】解：（1）要使横杆AB保持水平平衡，则在A端施加最小力的方向应该竖直向下的；
横杆AB粗细相同、质量分布均匀，所以其重心C在几何中心上，支点为O，则OA就是动力臂，OC就是阻力臂，如下图所示：
已知AB＝2.8m，AO＝0.3m，则阻力臂OC＝AB﹣OA＝×2.8m﹣0.3m＝1.1m，
由杠杆的平衡条件可得：F×OA＝G×OC，
则F＝＝＝440N。
（3）由题意可知，动力臂AO小于阻力臂OC，为费力杠杆。
故答案为：下；440；费力。
3．如图所示，有一根均匀的直铁棒BC长L、重420N，左端放在水平桌面上，A为桌角的位置，AC＝L，为了使铁棒保持水平，B端所需竖直向上的拉力F至少为 N；若F的方向保持不变，能使铁棒保持水平的拉力F的范围为 N。
【解答】解：以A为支点，杠杆水平平衡时，动力臂为AB的长，阻力臂为OA的长，
根据杠杆平衡条件可得：F×（L﹣）＝G×（﹣），则拉力F的大小为：F＝＝＝150N；
以C为支点，杠杆水平平衡时，动力臂为BC的长，阻力臂为OC的长，
根据杠杆平衡条件可得：F×L＝G×，则拉力F的大小为：F＝＝＝210N，
即能使铁棒保持水平的拉力F的范围为：0～210N。
故答案为：150；0～210。
4．如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为600N．此时地面对手的支持力F的力臂是 m，大小为 N。
【解答】解：由图示可知，O为支点，地面对手的支持力的力臂：
L＝0.4m+0.8m＝1.2m；
由杠杆平衡条件得：FL＝GLG，即：F×1.2m＝600N×0.8m，
解得：F＝400N。
故答案为：1.2；400。
5．小红想探究杠杆的平衡条件：
（1）实验前，她将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 选填“平衡状态”或“非平衡状态”）。为了方便测量 ，小红想将杠杆调在水平位置平衡，她可以将平衡螺母向 （选填“右”或“左”）调。
（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，并测出力臂。多次实验并把数据记录在表格中。
小红根据以上数据得出杠杆平衡的条件是： ；
（3）小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会 （选填“右侧下降”或“左侧下降”）；
（4）实验结束后，小红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？”于是她利用如图丙所示装置进行探究，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：
（5）实验中，用如图丁所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡（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，原因是 。
【解答】解：（1）杠杆的平衡状态为静止状态或匀速转动状态，当杠杆处于静止时，此时杠杆为平衡状态；当杠杆处于水平位置平衡时，此时杠杆力臂就在杠杆上，可以方便力臂的测量；杠杆如图甲所示，左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应向右调节左端或右端的平衡螺母。
（2）由表中数据得：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（或F1l1＝F2l2）；
（3）根据杠杆平衡条件的，小红将图乙中杠杆两侧钩码取下一个，此时右端重于左端，所以杠杆会右侧下降；
（4）当杠杆处于如图丙所示，由于杠杆自身重力的影响，当杠杆平衡状态时，测出的拉力大小与杠杆平衡不相符；
（5）如图丁所示的方式悬挂钩码，由于力和力臂过多，不利于我们的计算，故老师往往提醒大家不要采取这种方式。
故答案为：（1）平衡状态、力臂、右；（2）动力×动力臂＝阻力×阻力臂（或F1l1＝F2l2）； （3）右侧下降；（4）杠杆自身的重力对实验的影响；（5）力和力臂的数目过多，不利于计算。
6．小丽做“探究杠杆的平衡条件”的实验。
（1）当杠杆如图甲所示时，小丽应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡。每次让杠杆在水平位置平衡的原因是： 。
（2）调节杠杆水平平衡后，小丽在杠杆的A点挂上2个钩码（每个钩码重1N，杠杆上相邻刻度线距离相等），如图乙所示。若使杠杆恢复水平平衡状态，可以在 点挂上1个钩码，或者使用1N的力在 点沿着竖直向上的方向拉杠杆。
【解答】解：
（1）因为杠杆右端下倾，所以应将杠杆平衡螺母向左移动，使杠杆在水平位置平衡；
使杠杆在水平位置处于平衡状态，平衡螺母向上翘的左端移动；
杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（2）设杠杆每一个小格代表L，
根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，2N×2L＝1N×nL，所以n＝4（格），所以钩码挂的E处；
根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，2N×2L＝1N×nL，所以n＝4（格），所以弹簧测力计是C处竖直向上拉动杠杆。
故答案为：（1）左；便于测量力臂；（2）E；C。课程重点
1．认识杠杆，知道支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等概念．
2．会画力臂．
3．知道杠杆平衡的条件．
4．会利用杠杆平衡条件解决一些简单的实际问题．
5．会对杠杆进行分类．
6．会根据力臂变化判断力的大小变化．
次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
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知识精讲
知识点01 认识杠杆
1、把能绕某一固定点转动的硬棒（直棒或曲棒），叫做杠杆．
（1）杠杆绕着转动的点叫做支点，如图中的点 ．
（2）使杠杆转动的力是动力，如图中的 ．
（3）阻碍杠杆转动的力是阻力，如图中的 ．
（4）从支点O向动力作用线所作的垂线段叫做动力臂，如图中的 ．
（5）从支点O向阻力作用线所作的垂线段叫做阻力臂，如图中的 ．
【即学即练1】如图6－5－2所示的杠杆OC，O是支点，若F1是动力，F2是阻力，则动力臂是 ，阻力臂是 ．（用字母表示）
【答案】OA;OB
知识点02 画力臂
1．杠杆的力臂：从支点O到力的作用线的距离，如右图中的OC.
2．使杠杆平衡的最小力的作图法：
（1）在杠杆上找离支点最远的点作为力的作用点；
（2）把该点与支点连接的线段作为力臂；
（3）对应的力最小（注意力的方向）.
【即学即练1】画出下图杠杆中F1、F2的力臂L1、L2.
【答案】
知识点03 杠杆平衡条件
1．杠杆的平衡状态： 杠杆处于静止状态或匀速转动状态．
2．杠杆平衡的条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1×L1＝F2×L2.
【即学即练3】在“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在下图甲所示的位置：
（1）杠杆的位置如图甲所示，此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡．实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是 ．
（2）某同学做了图乙一次实验后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，小明同学认为他的做法不合理，理由是 ．
（3）如果图乙左右两侧各加挂一个钩码，杠杆的 端会下降．
（4）利用如图丙所示装置进行实验，每个钩码重0.5 N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为 N.如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数将 （选填“变大”“不变”或“变小”）.
【解析】（1）图甲杠杆右端下沉，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向左调节；实验前先要调节杠杆在水平位置平衡，施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做是为了便于测量力臂的大小．（2）只由一次实验得出杠杆平衡的条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂．这种结论具有偶然性，不合理．要进行多次实验，总结杠杆平衡条件．（3）如果再在左右两侧各加挂一个钩码，因3G×3L＞4G×2L，所以杠杆的左端下沉．（4）设杠杆上一格的长度为L，杠杆在水平位置平衡，由F1L1＝F2L2得0.5 N×3×3L＝F1×2L，解得F1＝2.25 N；杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的作用力竖直向下拉时，力臂最长，当弹簧测力计沿虚线方向向下斜拉时，力臂将减小，因此作用力将变大．
知识点04 杠杆的分类
1．在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离．
2．在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离．
3．在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力不省距离．
【即学即练1】如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）
【答案】瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；起钉锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误．
分层提分
【基础训练】
1．根据题意要求完成作图：
如图中，以O为转轴的杠杆OA处于静止状态，作出拉力F1的力臂l1和阻力F2。
【解答】解：如图所示，O为支点，延长拉力F1的作用线，从点O到F1的作用线作垂线，即为F1的力臂l1；由题可知，重物对杠杆的拉力为阻力F2，方向为竖直向下；如下图所示：
2．下列工具中使用时属于省力杠杆的是（ ）
A．筷子 B．羊角锤 C．笤帚 D．船桨
【解答】解：ACD、筷子、笤帚、船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故ACD错误；
羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
3．弹簧测力计竖直向上拉杠杆，当钩码悬挂在杠杆上哪点时，杠杆在如图所示的位置处于平衡状态，且弹簧测力计的示数最小（ ）
A．A点B．B点C．C点D．D点
【解答】解：由图可知，阻力的大小不变，动力的力臂大小不变，根据杠杆的平衡条件可知，当阻力臂最小时，动力是最小的；钩码挂在C点时，根据力臂的定义可知，此时的阻力臂是最小的，动力最小。
4．2021年8月20日，航天员聂海胜、刘伯明在机械臂（左图）的辅助下成功从天和核心舱出舱。机械臂的功能类似于人的手臂（杠杆），但它有7个关节，长度可达10多米，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（ ）
羊角锤 B．起子 C．食品夹 D．扳手
【解答】解：机械臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；羊角锤、起子、扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆；食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C正确。
故选：C。
5．如图所示，杠杆处于平衡状态，且杠杆上的刻度均匀，各钩码质量相等。如果把杠杆两侧的钩码各取下一个，保持钩码位置不变，则杠杆会（ ）
A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然平衡 D．无法判断
【解答】解：设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，若将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，则左侧力与力臂的乘积为：1G×4L＝4GL，右侧力与力臂的乘积为：3G×2L＝6GL，因为4GL＜6GL，根据杠杆平衡条件可知，杠杆不能平衡，且右端下沉，故B正确。
6．如图所示，绕固定点O转动的轻质杠杆，中点处挂一重物G，端点处有一个始终垂直于杠杆的拉力F，使其缓慢地向图中A位置移动到B的过程中，关于拉力F的说法正确的是（ ）
A．一直增大B．先变大后变小
C．先变小后变大D．保持不变
【解答】解：
由图可知，O为支点，阻力为物体的重力G，由于F始终垂直于杠杆，所以动力臂不变；将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力变大；
将杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力变小；所以，在整个过程中，F先变大后变小。
故选：B。
7．使用筷子、镊子、船桨等杠杆时，虽然费力，但可以省距离。对“省距离”的认识，下列说法正确的是（ ）
A．减小动力臂
B．减小阻力臂
C．减小动力作用点移动的距离
D．减小阻力作用点移动的距离
【解答】解：筷子、镊子、船桨，在使用时动力臂小于阻力臂，都属于费力杠杆，虽然费力，但可以省距离，即动力作用点要少移动距离，故ABD错误、C正确。
故选：C。
8．小梦在探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图所示，他这样做的最终目的是（ ）
A．便于读出拉力大小B．便于改变拉力
C．便于正确认识力臂D．便于测量力臂大小
【解答】解：从支点到力的作用线的距离叫力臂，
在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，
当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，
根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，
这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识。
故选：C。
分层提分
【能力提高】
1．如图所示，圆强形轨道CD固定，水平杠杆OA的A端恰在圆的圆心处，小圆环E套在轨道上通过细线与水平杆OA端相连，一重物G悬挂在杠杆上的B点。在E环从C点沿轨道顺时针转到D点的过程中，细线对A端的拉力F的变化情况，以下说法正确的是（ ）
A．保持不变B．先变小再变大
C．一直变小D．先变大再变小
【解答】解：由题意可知，在E环顺时针转动中，杠杆始终处于平衡状态，且阻力与重物的重力大小相等，阻力臂为OB不变；根据杠杆平衡的条件可知，在阻力和阻力臂均不变时，动力臂越大，动力会越小；E环在竖直位置时，动力臂最大为OA，则此时动力最小，所以E环从C端移动到D端的过程中，动力会随角θ的变大而先变小后变大。
故选：B。
2．停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆，若横杆AB粗细相同，质量分布均匀，重120N，AB＝2.8m，AO＝0.3m。要使横杆AB保持水平平衡，则在A端施加最小动力的方向是竖直向 ，这个力的大小是 N，此杠杆是一个 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。
【解答】解：（1）要使横杆AB保持水平平衡，则在A端施加最小力的方向应该竖直向下的；
横杆AB粗细相同、质量分布均匀，所以其重心C在几何中心上，支点为O，则OA就是动力臂，OC就是阻力臂，如下图所示：
已知AB＝2.8m，AO＝0.3m，则阻力臂OC＝AB﹣OA＝×2.8m﹣0.3m＝1.1m，
由杠杆的平衡条件可得：F×OA＝G×OC，
则F＝＝＝440N。
（3）由题意可知，动力臂AO小于阻力臂OC，为费力杠杆。
故答案为：下；440；费力。
3．如图所示，有一根均匀的直铁棒BC长L、重420N，左端放在水平桌面上，A为桌角的位置，AC＝L，为了使铁棒保持水平，B端所需竖直向上的拉力F至少为 N；若F的方向保持不变，能使铁棒保持水平的拉力F的范围为 N。
【解答】解：以A为支点，杠杆水平平衡时，动力臂为AB的长，阻力臂为OA的长，
根据杠杆平衡条件可得：F×（L﹣）＝G×（﹣），则拉力F的大小为：F＝＝＝150N；
以C为支点，杠杆水平平衡时，动力臂为BC的长，阻力臂为OC的长，
根据杠杆平衡条件可得：F×L＝G×，则拉力F的大小为：F＝＝＝210N，
即能使铁棒保持水平的拉力F的范围为：0～210N。
故答案为：150；0～210。
4．如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为600N．此时地面对手的支持力F的力臂是 m，大小为 N。
【解答】解：由图示可知，O为支点，地面对手的支持力的力臂：
L＝0.4m+0.8m＝1.2m；
由杠杆平衡条件得：FL＝GLG，即：F×1.2m＝600N×0.8m，
解得：F＝400N。
故答案为：1.2；400。
5．小红想探究杠杆的平衡条件：
（1）实验前，她将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 选填“平衡状态”或“非平衡状态”）。为了方便测量 ，小红想将杠杆调在水平位置平衡，她可以将平衡螺母向 （选填“右”或“左”）调。
（2）在杠杆的两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，并测出力臂。多次实验并把数据记录在表格中。
小红根据以上数据得出杠杆平衡的条件是： ；
（3）小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会 （选填“右侧下降”或“左侧下降”）；
（4）实验结束后，小红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？”于是她利用如图丙所示装置进行探究，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：
（5）实验中，用如图丁所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡（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，原因是 。
【解答】解：（1）杠杆的平衡状态为静止状态或匀速转动状态，当杠杆处于静止时，此时杠杆为平衡状态；当杠杆处于水平位置平衡时，此时杠杆力臂就在杠杆上，可以方便力臂的测量；杠杆如图甲所示，左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应向右调节左端或右端的平衡螺母。
（2）由表中数据得：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（或F1l1＝F2l2）；
（3）根据杠杆平衡条件的，小红将图乙中杠杆两侧钩码取下一个，此时右端重于左端，所以杠杆会右侧下降；
（4）当杠杆处于如图丙所示，由于杠杆自身重力的影响，当杠杆平衡状态时，测出的拉力大小与杠杆平衡不相符；
（5）如图丁所示的方式悬挂钩码，由于力和力臂过多，不利于我们的计算，故老师往往提醒大家不要采取这种方式。
故答案为：（1）平衡状态、力臂、右；（2）动力×动力臂＝阻力×阻力臂（或F1l1＝F2l2）； （3）右侧下降；（4）杠杆自身的重力对实验的影响；（5）力和力臂的数目过多，不利于计算。
6．小丽做“探究杠杆的平衡条件”的实验。
（1）当杠杆如图甲所示时，小丽应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡。每次让杠杆在水平位置平衡的原因是： 。
（2）调节杠杆水平平衡后，小丽在杠杆的A点挂上2个钩码（每个钩码重1N，杠杆上相邻刻度线距离相等），如图乙所示。若使杠杆恢复水平平衡状态，可以在 点挂上1个钩码，或者使用1N的力在 点沿着竖直向上的方向拉杠杆。
【解答】解：
（1）因为杠杆右端下倾，所以应将杠杆平衡螺母向左移动，使杠杆在水平位置平衡；
使杠杆在水平位置处于平衡状态，平衡螺母向上翘的左端移动；
杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（2）设杠杆每一个小格代表L，
根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，2N×2L＝1N×nL，所以n＝4（格），所以钩码挂的E处；
根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，2N×2L＝1N×nL，所以n＝4（格），所以弹簧测力计是C处竖直向上拉动杠杆。
故答案为：（1）左；便于测量力臂；（2）E；C。课程重点
1．认识杠杆，知道支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂等概念．
2．会画力臂．
3．知道杠杆平衡的条件．
4．会利用杠杆平衡条件解决一些简单的实际问题．
5．会对杠杆进行分类．
6．会根据力臂变化判断力的大小变化．
次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
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