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    最新中考物理三轮复习必考的重点实验(讲义) 专题07 探究杠杆的平衡条件
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    最新中考物理三轮复习必考的重点实验(讲义) 专题07 探究杠杆的平衡条件

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    这是一份最新中考物理三轮复习必考的重点实验(讲义) 专题07 探究杠杆的平衡条件,文件包含专题07探究杠杆的平衡条件原卷版docx、专题07探究杠杆的平衡条件解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共30页, 欢迎下载使用。

    中考物理复习大致可分为三阶段,即第一轮全面复习、第二轮专题复习和第三轮模拟题练习。
    第三轮模拟题练习——这一阶段是检查学生整体复习情况,查漏补缺,提高应试能力,提高学生成绩的关键阶段。
    这段时间教师主要任务是从试卷中发现复习中存在的问题,及时评讲,同时要注意增强学生自主学习能力,让学生学会自我反思、总结解题方法和应试技巧;同时也要加强对学生心理的调节,让学生适应中考的考试状态,能够在临考时发挥出正常水平,避免因心情过于紧张而导致发挥失常。
    2023年中考物理三轮复习实验和计算压轴及创新题精准练的40个专题突破(全国通用)
    第一部分 新课标13类中考必考的重点实验
    专题07.探究杠杆的平衡条件(共道17题)
    1.(2022浙江绍兴)小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时,先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是( )
    A. 图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向左移动
    B. 图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向右移动
    C. 图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向左移动
    D. 图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向右移动
    【答案】A
    【解析】图甲中,杠杆左端高、右端低,说明杠杆右端偏重,要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向左端调节。
    图乙中,设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格的长度为L,杠杆左端力和力臂的乘积为
    4G×2L=8GL
    杠杆右端力和力臂的乘积为
    3G×3L=9GL
    8GL<9GL
    杠杆不平衡,为了使杠杆水平位置平衡,由杠杆平衡条件可知,可以将右侧钩码向左移动减小力臂或者左侧钩码向左移动增大力臂,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
    2. (2022四川自贡)如图所示,小勇利用铁架台,带有均匀刻度的杠杆,细线,弹簧测力计,钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
    (1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态;
    (2)为了便于测量___________(选填“力”或“力臂”),应使杠杆在水平位置平衡。为此,应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节;
    (3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂___________个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各取下一个钩码,杠杆___________(选填“左”或“右”)端将下沉;
    (4)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是___________;
    (5)实验结果表明,杠杆的平衡条件是:动力___________=___________阻力臂。
    【答案】 (1)平衡 (2)力臂 左 (3)2 左 (4)变大 力臂变短(5) 动力臂 阻力
    【解析】(1)杠杆静止或匀速转动时都属于平衡状态,甲图中杠杆处于静止状态,所以此时杠杆是平衡状态。
    (2)当杠杆在水平位置平衡时,支点到悬挂点的距离就是力臂,所以为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡。
    甲图中,杠杆的左端上翘,说明右端沉,所以平衡螺母向左端移动,直至杠杆在水平位置平衡。
    (3)设杠杆时一个格的长度为L,一个钩码的重力为G,图乙中,左侧钩码对杠杆的拉力看作是动力,右侧钩码对杠杆的拉力看作是阻力,杠杆平衡,此时有
    3G×2L=F2×3L
    解F2=2G,即在在B点挂2个钩码,能使杠杆在水平位置保持平衡。
    两边各取下一个钩码,则有2G×2L>G×3L
    所以杠杆左端下沉。
    (4)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置。在旋转过程中,测力计拉力的力臂变小,要使杠杆仍然在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的示数将逐渐变大。
    (5)实验结果表明,当动力动力臂=阻力阻力臂时,杠杆的平衡处于平衡状态,所以杠杆的平衡条件是:动力动力臂=阻力阻力臂。
    3.(2022四川南充)某同学在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
    (1)实验前,发现杠杆如图甲所示,则应将杠杆左端平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)端适当调节,使杠水平平衡;
    (2)该同学通过如图乙所示实验得到相关数据如下表,由表中数据推测出杠杆的平衡条件是:_________(用F1、F2、l1、l2表示);
    (3)若将乙图右侧钩码换成弹簧测力计,如图丙所示,保持杠杆水平平衡,弹簧测力计拉力方向由竖直方向a变为方向b后,弹簧测力计的示数将______(选填“增大”、“减小”或“不变”);
    (4)该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计,该装置可测量小桶内液体密度,如图丁所示,将容积为20mL的小桶挂在M点,调节平衡螺母使杠杆水平平衡,已知OM=OA=5cm,则杠杆密度计的“0刻度”线应在_______(选填“O”或“A”)点,将待测液体倒满小桶,在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时,杠杆刚好水平平衡,重物质量10g,ON=15cm,N点位置应标注的密度刻度值是______g/cm3,改装后杠杆右端的密度刻度线______(选填“是”或“不是”)均匀分布的(g=10N/kg)。
    【答案】(1)右 (2)F1×l1=F2×l2 (3)增大 (4)O 1.5 是
    【解析】(1)由图甲可知,此时杠杆左端重右端轻,则应将杠杆左端平衡螺母向右端适当调节,使杠杆水平平衡。
    (2)由表中数据可知,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,即
    F1×l1=F2×l2
    (3)保持杠杆水平平衡,弹簧测力计拉力方向由竖直方向a变为方向b后,阻力与阻力臂不变,而动力臂变小,故由杠杆的平衡条件可知,动力将变大,即弹簧测力计的示数将增大。
    (4)由题意可知,将空桶挂在M点时,为了使杠杆在水平位置保持平衡,调节平衡螺母使杠杆水平平衡,此时杠杆右端没有悬挂重物,故可知杠杆密度计的“0刻度”线应在O点。
    将待测液体倒满小桶,在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时,杠杆刚好水平平衡,故由杠杆的平衡条件可得m液×OM=m物×ON
    解得此时小桶中的液体重力为
    由题意可知,液体的体积为V液=20mL=20cm3
    故由可得,液体的密度为
    故N点位置应标注的密度刻度值是1.5g/cm3。
    设空桶中装满待测液体时,此时重物到支点的距离为L,杠杆水平平衡,故由杠杆的平衡条件可得
    m液×OM=m物×L
    解得待测液体的质量为
    待测液体的体积为V,故由可得,待测液体的密度为
    因重物的质量m物、OM、待测液体的体积V均不变,故可知待测液体的密度ρ液与重物到支点的距离L成正比,则改装后杠杆右端的密度刻度线是均匀分布的。
    4. (2022辽宁沈阳)在“探究杠杆平衡条件”的实验中
    (1)杠杆没挂钩码时需要向右调节杠杆两端的螺母,才能使杠杆在水平位置平衡,说明调节前杠杆的_____(选填“左”或“右”)端高;
    (2)小雨通过改变钩码数量并移动钩码位置,使杠杆在水平位置平衡,多做几次实验,将得到的数据填入表中。分析表中数据,得到杠杆平衡条件是:_____;
    (3)如图甲所示先在杠杆左侧挂4个钩码,后在右侧A处挂3个钩码,根据得到的杠杆平衡条件可以判断出杠杆的_____端会下沉;
    (4)小雨想用撬棒撬动地面上的石头,是撬棒的支点,是阻力,是阻力臂,如图乙所示,为了撬动石头,在B点施加的最小动力的方向是_____。
    【答案】(1)右 (2) (3)右 (4)垂直于OB向下
    【解析】(1)杠杆没挂钩码时需要向右调节杠杆两端的螺母,才能使杠杆在水平位置平衡,说明原来杠杆的重心在支点的左侧,说明调节前杠杆的右端高。
    (2)根据表中的数据分析
    得出杠杆平衡条件是。
    (3)假设每个钩码的重力为1N,左侧挂4个钩码,总重力为4N,距离为0.05m,右侧A处挂3个钩码,总重力为3N,距离为0.1m,通过计算可知
    根据得到的杠杆平衡条件可以判断出杠杆的右端会下沉。
    (4)已知图中是撬棒的支点,是阻力,是阻力臂,如图乙所示,为了撬动石头,最长的动力臂为OB,所以在B点施加的最小动力的方向是垂直于OB向下。
    5.(2022黑龙江龙东)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
    (1)如图甲所示,实验前杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡;
    (2)如图乙所示,杠杆上刻度均匀,在A点挂3个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂_____个相同的钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆将_____(选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持静止不动”);
    (3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡;当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时,其示数会_____(选填“变大”、“不变”或“变小”),原因是_____。
    【答案】 (1)右 (2)4 左端下沉 (3)变大 力臂变小
    【解析】(1)探究杠杆平衡条件实验前,要调节杠杆在水平位置平衡,调节的方法是哪端高,平衡螺母向哪端调节,图中杠杆左端下沉,故应将平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡。
    (2)根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,设杠杆的每一格长度为L,每个钩码的重力为G,则左边力与力臂乘积为:3G×4L=12GL
    右边力臂长为3L,故所挂钩码重为:

    故右边B点处应挂4个钩码,杠杆在水平位置平衡。
    当当杠杆平衡后,将A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,由于左边的力臂大于右边力臂,可知两边增加的力与力臂乘积左边大于右边,故则杠杆将左端下沉。
    (3)若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡;当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时,拉力的力臂逐渐减小,由阻力和阻力臂的乘积不变,可得弹簧测力计示数将变大。
    6.(2022湖南益阳)在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
    (1)没有挂钩码时,杠杆静止时的状态如图所示,为了使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应向_____移动;
    (2)杠杆在水平位置平衡后,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。然后改变动力和动力臂,相应调节阻力和阻力臂,再做几次实验。再做几次实验的目的是_____(填序号);
    A.多次测量求平均值,减小误差
    B.寻找规律的普遍性
    (3)当货车所载货物重心太靠后时,货车会翘起来,如图所示,这样容易造成交通安全事故。若以后轮为支点,货物对货车压力F的力臂用表示,货车重力G的力臂用表示,货车之所以会翘起来,是因为_____(选填“>”、“=”或“<”)。
    【答案】 右 B >
    【解析】(1)杠杆的右端上翘,左端下沉,说明重心偏左,要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应向上翘的右端移动。
    (2)通过实验总结归纳出物理规律时,一般要进行多次实验,获取多组实验数据,避免实验结论的偶然性,归纳出的物理规律才具有普遍性,所以在探究杠杆平衡的条件时,多次改变力和力臂的大小主要是为了寻找规律的普遍性。
    (3)货车可以看成杠杆,若以后轮为支点,当时,货车便不能平衡,货车车头会翘起来。
    7. (2022江苏徐州)在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
    (1)如图甲所示,安装杠杆时,为了使杠杆在水平位置平衡,应调节杠杆右端的平衡螺母向_____移动;
    (2)如图乙所示,杠杆上每一格的长度为5cm,在杠杆左边挂钩码,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力,则动力臂为_____cm;
    (3)如果要用弹簧测力计向上拉,需要对图乙所示的实验设计进行的调整是_____;
    (4)如图丙所示,当杠杆绕支点转动时,杠杆上A点的速度方向总是和杠杆垂直。作用在A点的三个大小相等、方向不同的力F1、F2、F3,请指出为什么力臂最大的F2对杠杆转动的作用最大?_____。
    【答案】 (1)右 (2)25 (3)将测力计移到左端第5个格处 (4) F2与其力臂的乘积最大
    【解析】(1)由甲图可知,杠杆左端向下倾斜,说明左端沉,为使杠杆在水平位置平衡,应调节杠杆右端的平衡螺母向右移动。
    (2)乙图中,杠杆水平位置平衡,弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力,则动力臂此时落在杠杆上,测力计悬挂点到支点的距离就等于动力臂的长度,由于每一格的长度为5cm,共5个格,所以动力臂的长度为
    l1=5cm×5=25cm
    (3)钩码的作用效果是使杠杆逆时针转动,要使弹簧测力计向上拉,拉力的作用效果需使杠杆顺时针转动,所以要使杠杆在水平位置平衡,需将测力计移到左端第5个格处向上拉。
    (4)作用在A点的三个力虽然大小相等,但F1、F3其对应的力臂比较小,所以力与其力臂的乘积相对较小,而F2的力臂最大,F2与其力臂的乘积最大,所以对杠杆转动的作用最大。
    8. (2022吉林省)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中(所用的钩码质量均相同):
    (1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将螺母适当向_____调节;
    (2)如图乙所示,实验时,为使杠杆在水平位置平衡,应该在点A处悬挂_____个钩码;
    (3)人类很早以前就会使用杠杆了。图丙是我们的祖先在建造宫殿时利用木杆撬动沉重木料时的情景。由此过程可知,其中木杆属于_____杠杆。
    【答案】 (1)右 (2) 1 (3)省力
    【解析】(1)由图所示,杠杆右端上翘,说明左端重,右端轻。为使杠杆在水平位置平衡,应将螺母适当向右调节。
    (2)由于所用的钩码质量均相同,设一个钩码的质量为m,则一个钩码的重力为G=mg;杠杆上每一小格的长为L,根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,作用在A点的动力为
    故在应该在点A处悬挂1个钩码。
    (3)由图可知,利用木杆撬动沉重木料时,动力臂大于阻力臂,故木杆属于省力杠杆。
    9. (2022河南)在探究杠杆平衡条件的实验中:
    (1)将装置放在水平桌面上,静止时如图所示。为了使杠杆在水平位置平衡,应将螺母向_____ (选填“左”或“右”)调节;
    (2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表。图是第3次杠杆平衡时的情景,此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为_____,②为_____;
    (3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:_____;
    (4)某小组对实验过程交流、讨论后,按图所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法,并指出,用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性,因为这样做改变了_____。在测量拉力F的力臂时,小组内有不同的意见,你认为拉力的力臂应为_____(选填“OA”“OB”或“AB”)。
    【答案】 (1)右 (2)1 0.15 (3)动力×动力臂=阻力×阻力臂 (4)拉力的方向 OB
    【解析】(1)由图知道,杠杆的右端上翘,为了调节杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的一端移动,即应将平衡螺母向右端移动。
    (2)第1、2和3次实验的数据知道,每次动力减小0.5N,由第1、2次的数据知道,每次阻力也是减小0.5N,所以,第3次的阻力应是1N;分析第1、2次的数据知道,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,由此可知第3次的阻力臂应是0.15m。
    (3)由实验表格中数据知道,三次实验数据都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,即杠杆的平衡条件是
    动力×动力臂=阻力×阻力臂
    (4)由图知道,用弹簧测力计斜拉改变了拉力的方向,同时改变了力臂的方向,由此得出的平衡条件更具普遍性。
    因为力臂是从支点到力的作用线的距离,由图知道,OB应为拉力的力臂。
    10. (2022湖南岳阳)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
    (1)杠杆静止在图甲所示位置,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节;
    (2)调节平衡后,如图乙,在A点挂3个钩码,则应在B点挂_____个钩码,才能使杠杆重新在水平位置平衡(所用钩码的规格都相同);
    (3)改变钩码的位置和个数,使杠杆平衡,收集多组数据,其目的是_____(填序号)
    A.取平均值,减小误差 B.避免偶然性,寻找普遍规律
    (4)看图丙的漫画,根据杠杆的平衡条件分析,小兔分得的萝卜质量_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)小猴的。
    【答案】 (1)左 (2)3 (3)B (4)小于
    【解析】(1)由甲图可知,杠杆右端沉,所以需将平衡螺母向左调,直至杠杆在水平位置平衡。
    (2)设杠杆上一个格的长度为l,一个钩码的重力为G,则钩码对杠杆的拉力等于钩码的重力,A点距支点为2l,挂3个钩码,重力为3G,根据杠杆平衡条件可得
    3G×2l=F2×3l
    解得F2=2G,即在B点需挂2个钩码,杠杆才能重新在水平位置平衡。
    (3)改变钩码的位置和个数,使杠杆平衡,多次实验,目的是避免一次数据可能出现的偶然性,寻找杠杆平衡的普遍规律,故A不符合题意,B符合题意。
    故选B。
    (4)萝卜处于平衡状态,由图知道,左侧部分重心离支点近,力臂小,右侧部分重心离支点远,力臂大,根据杠杆平衡条件知道,左侧萝卜重力大,右侧重力小,根据G=mg知,小兔分得的萝卜质量小于小猴的。
    11. (2022吉林长春)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
    (1)不挂钩码时,调节螺母,使杠杆在_____位置平衡;
    (2)如图甲所示,在A点挂3个钩码,在B点挂____个钩码,使杠杆再次在原位置平衡;
    (3)在答题卡的相应位置,画出A点所受拉力的力臂l;_____
    (4)如图乙所示是《天工开物》记载的踏碓(碓:dui,古代的一种给稻谷去壳的工具。用脚连续踏杆的一端,另一端就会连续起落)。踏碓属于_____杠杆。
    【答案】(1)水平 (2)4 (3) (4)费力
    【解析】(1)不挂钩码时,调节螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样便于在杠杆上直接读出力臂。
    (2)设一个钩码的重力为G,杠杆上一格的长度为L,根据杠杆平衡条件,则有
    解得n=4
    (3)因为此时杠杆在水平位置平衡,A点的钩码对杠杆的拉力竖直向下,与杠杆垂直,所以A点所受拉力的力臂l可直接画在杠杆上,如图所示:
    (4)踏碓在使用的过程中,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。
    12. (2022安徽)用图中所示的装置探究杠杆的平衡条件, 通过正确的实验操作, 得到下表中的数据。
    (1)第 2 次实验数据中阻力臂 应为____;
    (2)第 3 次实验后,用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线 (保持上端悬点不动), 如图乙所示,不计摩擦,杠杆_____(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是:_____。
    【答案】(1) 0.20 (2)不能 见解析
    【解析】(1)根据杠杆平衡可知,阻力臂 应为
    (2)用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线 (保持上端悬点不动),改变了拉力的方向,但是没有改变拉力的大小,但是支点到力的作用线的距离,即力臂的长短发生了变化,由可知,不变,的大小不变,但是力臂发生了变化,故杠杆不能保持平衡。
    13. (2022江苏南通)利用轻质杠杆探究杠杆平衡条件的实验中:
    (1)杠杆静止时如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,则应将平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调节;
    (2)如图乙所示,在A点挂4个钩码,在B点挂_____个钩码,仍可使其在水平位置平衡;
    (3)用弹簧测力计代替钩码,如图丙所示,不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小,使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的拉力F与其力臂l1的图像如图丁所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积_____(选填“相等”或“不等”),其原因是_____。
    【答案】 (1)左 (2) 6 (3) 相等
    【解析】(1)调节杠杆在水平位置平衡时,杠杆左端偏高,说明杠杆右侧偏重,则应将平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡。
    (2)设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件 有
    解得
    在B点挂6个钩码,仍可使其在水平位置平衡。
    (3)图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等,原因是左侧钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积不变,要想使杠杆平衡,右侧的拉力与力臂的乘积需等于左侧拉力与其力臂的乘积;即左侧拉力与其力臂的乘积不变时,右侧拉力与其力臂的乘积成反比,表达式为
    14. (2022湖南长沙)为了探究杠杆的平衡条件,小庆将安装好的器材放到水平桌面上,调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
    (1)某次实验时,小庆在已调好的杠杆两侧挂上钩码后,出现如图所示的情形。为了使杠杆在水平位置平衡,下列操作正确的是_____;
    A.将左侧钩码向左移动 B.将右侧钩码向右移动 C.将平衡螺母向左调节
    (2)正确完成实验后,获得的三组数据如下表所示。
    分析数据可得杠杆的平衡条件:_____。
    【答案】 (1)A (2)动力×动力臂=阻力×阻力臂
    【解析】(1)将安装好的器材放到水平桌面上,调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
    某次实验时,小庆在已调好的杠杆两侧挂上钩码后,出现如图所示的情形,即右端下沉,说明右侧力与力臂之积较大,此时不能再调节平衡螺母,为了使杠杆在水平位置平衡,应将左侧钩码向左移动(增大左侧力臂的大小),故A正确,BC错误。
    故选A。
    (2)根据表中数据有
    1.0N×10.0cm=0.5N×20.0 cm
    1.0N×20.0cm=2.0N×10.0 cm
    2.0N×15.0cm=1.5N×20.0 cm
    故得出杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂
    15.(2022湖北随州) 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
    (1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于_____(选填“平衡”或“非平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右”)调。
    (2)调节杠杆在水平位置平衡后,某小组的同学得到了如下表所示的实验数据,由此可总结出杠杆的平衡条件:_____(用F1、F2、l1、l2表示)。
    (3)在完成实验后,陶子同学在A处挂了3个钩码(每个钩码重1N,杠杆上每格的长度为10cm),如图乙所示,他将弹簧测力计斜向下拉,杠杆水平平衡(OA=30cm,OB=40cm),此时拉力与水平方向的夹角为30°,则弹簧测力计的示数为_____N。
    【答案】 (1)平衡 左 (2)F1l1=F2l2 (3)4.5
    【解析】(1)因为杠杆静止,所以判断杠杆处于平衡状态,由于杠杆左端高、右端低,为使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的左端移动。
    (2)通过观察实验表格的各组数据,可以发现动力与动力臂的乘积等于阻力与租力臂的乘积,由此得出杠杆平衡的条件为动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂,即
    F1l1=F2l2
    (3)由图可知,以O为支点,杠杆的左边,力为3N,力臂为30cm,即
    F1l1=3N×30cm
    杠杆的右边,力为F2,即弹簧测力计的示数,力臂为OB的二分之一,即20cm,由杠杆平衡条件可得
    3N×30cm=F2×20cm
    解得F2=4.5N
    16. (2022广东)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
    (1)小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向_______调节;
    (2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为_______时,拉力最小,大小为_______N;
    (3)课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图丙所示,则力臂_______。若两边同时各取走一枚硬币,则杠杆的______端将下沉。
    【答案】(1)右 (2)竖直向下 2 (3)2:1 右
    【解析】(1)由图甲知,杠杆的左端下沉,应向右调节平衡螺母才能让杠杆在水平位置平衡。
    (2)在B处施加的动力方向竖直向下时,对应的动力臂最大。据杠杆的平衡条件,阻力和阻力臂不变时,动力臂最大,对应的动力最小。杠杆在水平位置平衡时,有
    3×0.5N×4l=F1×3l
    解得最小拉力F1=2N
    (3)由图示知,左边对杠杆的作用力为2个硬币的重力,右边对杠杆的作用力为4个硬币的重力,设每个硬币的重力为G,则有G1:G2=2G:4G=1:2
    据杠杆的平衡条件有l1:l2=G2:G1=2:1
    在两边同时取走一枚硬币,则左边和右边分别是
    (2G-G)×l1=G×l1=2Gl2
    (4G-G)×l2=3Gl2
    所以杠杆的右端下沉。
    17. (2022黑龙江绥化)下图为“探究杠杆的平衡条件”的实验,使用的钩码规格相同。
    (1)挂钩码前杠杆静止在如图甲所示位置,此时杠杆处于_____状态;(选填“平衡”或“不平衡”)
    (2)为了使图甲中的杠杆在水平位置平衡,可以将右侧平衡螺母向_____调节;(选填“左”或“右”)
    (3)实验时,在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,调节钩码位置,使其在水平位置重新平衡。使杠杆在水平位置平衡的目的是_____。收集实验数据如下表所示,经分析可得出杠杆的平衡条件:_____;
    (4)为了进一步验证实验结论,又做了图乙所示的实验,现将弹簧测力计从a位置移动到b位置,在此过程中杠杆始终在水平位置平衡,弹簧测力计示数将_____。(选填“变大”“不变”或“变小”)
    【答案】 (1)平衡 (2)右 (3)便于测量力臂 F1L1=F2L2 (4)变大
    【解析】(1)根据牛顿第一定律可知,杠杆处于静止状态,则杠杆处于平衡状态。
    (2)由甲图可知,杠杆的右端上翘,为了使杠杆在水平位置平衡,应将右侧平衡螺母向右调节。
    (3)使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂的大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
    由表格中数据可知
    1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm
    1.0N×20.0cm=4.0N×5.0cm
    2.0N×15.0cm=3.0N×10.0cm
    故可得杠杆对地平衡条件为
    F1L1=F2L2
    (4)将弹簧测力计从a位置移动到b位置,在此过程中杠杆始终在水平位置平衡,弹簧测力计示数将变大。原因是:当拉力由垂直变成倾斜时,阻力和阻力臂不变,拉力F的力臂变小,相应的拉力会变大,这样杠杆才能继续在水平位置平衡。序号
    动力F1/N
    动力臂l1/cm
    阻力F2/N
    阻力臂l2/cm
    1
    1.0
    15.0
    1.5
    10.0
    2
    1.0
    20.0
    1.0
    20.0
    3
    3.0
    10.0
    20
    15.0
    ……
    次数
    动力
    动力臂
    阻力
    阻力臂
    1
    0.5
    20
    2.0
    5
    2
    1.0
    10
    0.5
    20
    3
    1.5
    10
    3.0
    5
    实验次数
    动力F1/N
    动力臂l1 / m
    阻力F2/N
    阻力臂l2/m
    1
    2.5
    0.2
    2
    0.25
    2
    2
    0.15
    1.5
    0.2
    3
    1.5
    0.1


    实验次数
    动力F1/N
    动力臂l1/m
    阻力F2/N
    阻力臂l2/m
    1
    3.0
    0.20
    2.0
    0.30
    2
    2.0
    0.15
    1.5
    3
    1.5
    0.20
    1.0
    0.30
    ……
    ……
    ……
    ……
    ……
    次数
    动力
    动力臂
    阻力
    阻力臂
    1
    1.0
    10.0
    05
    20.0
    2
    1.0
    20.0
    2.0
    10.0
    3
    2.0
    15.0
    1.5
    20.0
    实验序号
    动力F1/N
    动力臂l1/cm
    阻力F2/N
    阻力臂l2/cm
    1
    1
    30
    3
    10
    2
    2
    20
    1
    40
    3
    3
    20
    6
    10
    次数
    动力F1/N
    动力臂/cm
    阻力F2/N
    阻力臂/cm
    1
    1.0
    15.0
    1.5
    10.0
    2
    1.0
    20.0
    4.0
    5.0
    3
    2.0
    15.0
    3.0
    10.0
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