实验专题：14、探究杠杆的平衡条件（必备实验常考知识点+习题专练）2026年中考物理一轮复习习题+答案

这是一份实验专题：14、探究杠杆的平衡条件（必备实验常考知识点+习题专练）2026年中考物理一轮复习习题+答案，共24页。试卷主要包含了 选择杠杆中点作为支点的目的， 实验前调节杠杆在水平位置平衡， 实验结论， 多次实验的目的，5N）等实验器材等内容，欢迎下载使用。
1. 选择杠杆中点作为支点的目的：消除杠杆自重对实验的影响
2. 实验前调节杠杆在水平位置平衡
(1)目的：便于测量力臂；
(2)调平：左高右调，右高左调
3. 实验结论：杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
4. 多次实验的目的：使结论更具有普遍性
5. 测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，拉力力臂变小，测力计示数变大
一题搞定常考知识点
小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中：（每个钩码的质量是 50 g，杠杆每格长为 5 cm，g 取 10 N/kg）
（1）将装置放在水平桌面上，杠杆在如图甲所示位置静止，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，应将平衡螺母向 调节；调节杠杆在水平位置平衡的目的是________________________________。
（2）在调平的杠杆两端挂上钩码并调节钩码的位置，仍使杠杆水平平衡，杠杆左边钩码的重力记为动力 F₁，右边钩码的重力记为阻力 F₂，并且读出动力臂 l₁ 和阻力臂 l₂，接着改变钩码的________和钩码的位置重复上述实验，其目的是________________________________。
（3）第 1、2 次杠杆平衡时的实验数据已填入下表，图乙是第 3 次杠杆平衡时的情景，此时杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为________、②为________，分析实验数据可得出杠杆的平衡条件：________________________________。
给图乙所示的杠杆左侧增加一个钩码，杠杆发生倾斜，为使杠杆再次在水平位置平衡，应将右侧钩码向________（选填“左”或者“右”）移动________格。当杠杆在水平位置再次平衡后，将杠杆两侧下方所挂的钩码同时向远离支点 O 的方向移动 1 格，则杠杆________________（选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）。
（5）小明利用弹簧测力计代替右侧钩码，设计了如图丙所示实验。这样的好处是________________；为使杠杆保持水平平衡，且方便测量力臂，则弹簧测力计对杠杆的拉力方向应是________。若将弹簧测力计向左倾斜沿虚线方向向下拉杠杆，使杠杆保持水平平衡，则弹簧测力计的示数会________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）平衡 右 便于测量力臂且避免杠杆自重对实验的影响 （2）数量 使结论更具有普遍性（3）1.0 0.15 动力×动力臂=阻力×阻力臂
（F₁l₁=F₂l₂） （4）右 1 左端下沉 （5）能直接读出力的大小（或可以改变力的方向） 竖直向下 变大
【解析】（4）设每个钩码重为 G₀，杠杆上每格长度为l，若在图乙杠杆左侧增加一个钩码，则钩码重力4G₀，力臂为 2l，右侧钩码总重 2G₀，根据 F₁l₁=F₂l₂
可得，右侧力臂应为 4l，因此应将右侧钩码向右移动 1格，再次平衡后，将杠杆两侧下方所挂的钩码同时向远离支点 O 的方向移动 1 格，左侧动力×动力臂=4G₀×3l，右侧阻力×阻力臂=2G₀×5l，左侧乘积大，因此左端下沉；（5）用弹簧测力计代替钩码的好处是能直接读出力的大小且可以改变力的方向；为使杠杆保持水平平衡，且方便测量力臂，弹簧测力计对杠杆的拉力方向应是竖直向下；若将弹簧测力计向左倾斜沿虚线方向向下拉杠杆，动力、动力臂不变，阻力臂减小，根据杠杆平衡条件可知阻力增大，即弹簧测力计的示数会变大；（6）将左侧 A 点的钩码取挂在 B 点，动力方向不变，动力臂也不变，为 OA；动力、动力臂、阻力、阻力臂均无变化，因此杠杆仍能保持平衡；
习题速练
【例1】小明在探究杠杆的平衡条件时，用到了铁架台、带有均匀刻度的轻质杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干（每个钩码重0.5N）等实验器材。
(1)实验前若杠杆静止时如图甲所示，此时杠杆处于_______（选填“平衡”或“不平衡”）状态；接下来应向________（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，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，这样的好处是________；
(2)如图乙，杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，改变钩码所挂位置，使杠杆重新在水平位置平衡，多次实验并记录数据，如下表所示。
分析实验数据可以得出，杠杆的平衡条件是________。
(3)根据实验结论，为使杠杆满足如图丙所示水平平衡，应将杠杆左侧2个钩码悬挂至_________（填图丙中的数字编号）位置。
(4)小明进一步改进了实验方案，增加了弹簧测力计，并将固定挂钩改为可移动的挂环，如图丁所示。这样做的优点是_________。
(5)下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是______。
A．测量铅笔长度B．探究重力与质量的关系C．探究反射角与入射角的关系
【答案】(1) 平衡 左 便于测量力臂
(2)
(3)③
(4)便于改变动力臂、阻力臂和动力的方向
(5)A
【详解】（1）[1]杠杆静止时，受力平衡，处于平衡状态。
[2]图甲中杠杆左端高，右端低，应将平衡螺母向较高的一端（左端）调节，使杠杆在水平位置平衡。
[3]当杠杆在水平位置平衡，且施加的力竖直向下时，力臂的大小就等于支点到力的作用点的距离，可以直接从杠杆的刻度上读出，简化了力臂的测量。
（2）分析表中数据，可以发现，每次实验都满足 。所以，杠杆的平衡条件是动力×动力臂 = 阻力×阻力臂（或 ）。
（3）设杠杆上每格的长度为。左侧的动力 。右侧的阻力
右侧钩码的悬挂点在距支点4格的位置，但绳子的拉力与杠杆成30°角，根据数学知识可知，其阻力臂
根据杠杆平衡条件 ，可得

因此，左侧的钩码应悬挂在距离支点2格的位置，即图丙中的③位置。
（4）由图丁，使用弹簧测力计可以方便地改变动力的大小和方向，从而改变动力臂，同时可移动的挂环则方便改变阻力臂，从而使实验探究更全面、更深入。
（5）本探究实验中多次测量的目的是为了寻找普遍规律，避免实验的偶然性。测量铅笔长度目的是平均值减小误差，探究重力与质量的关系和探究反射角与入射角的关系都是探究类实验，多次测量的目的都是寻找普遍规律，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
【例2】某同学学习了杠杆的平衡条件后，兴趣盎然，意犹未尽，对杠杆又做了进一步研究。（杠杆刻度均匀，所挂钩码重均相同）
(1)杠杆静止时的位置如图甲所示，此时杠杆______（填“是”或“不是”）处于平衡状态。为了使杠杆静止时处于水平位置，接下来的操作是将杠杆的平衡螺母向______（填“左”或“右”）移动。使杠杆处于水平平衡的目的是便于测量______；
(2)如图乙所示，在杠杆上的A处挂4个钩码，在B处施加力F拉杠杆，使其水平平衡，此时杠杆的类型与______（填字母）的类型相同；
A．托盘天平B．钓鱼竿C．钳子
(3)撤掉图乙中的力F，需要在B处挂______个钩码才能使杠杆仍水平平衡，杠杆水平平衡后，若在A、B两处各增加一个钩码，则杠杆会______（填“顺时针”或“逆时针”）旋转；
(4)如图丙所示，用弹簧测力计沿位置1的方向拉杠杆的C处，使其水平平衡，当弹簧测力计由位置1转至位置2（竖直方向）的过程中，使杠杆仍水平平衡，则弹簧测力计的拉力将______。（填“变大”“不变”或“变小”）
【答案】(1) 是 左 力臂
(2)A
(3) 2 顺时针
(4)变小
【详解】（1）[1]杠杆处于静止或者匀速转动时，都属于平衡状态，由图甲所示，此时杠杆静止，则其处于平衡状态。
[2][3]杠杆的左端上翘，右端下沉，说明右端重，要使杠杆平衡在水平位置，需要将平衡螺母向左移动，直至使杠杆在水平位置平衡。调节杠杆在水平位置平衡，目的是便于从杠杆上测量力臂大小，同时是为了让杠杆的重心在支点上，可避免杠杆自重的影响。
（2）由图乙可知，设杠杆每一小格长为L，当动力在B点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂为
阻力臂为，此时动力臂等于阻力臂，故此时杠杆为等臂杠杆，与天平同类型。故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（3）[1]由图乙可知，设每个砝码重力为G，杠杆每一小格长为L，在B处挂的砝码数量为n，根据杠杆平衡条件可知
解得。
[2]由题意知，在A、B两处各增加一个钩码时，杠杆左端
杠杆右端
所以杠杆的右端下沉，杠杆会顺时针旋转。
（4）由图丙可知，测力计竖直向上拉杠杆的C点时，弹簧测力计在位置2时（竖直方向），此时OC为最长力臂，由此可知，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂变大，而杠杆在水平位置始终保持平衡，阻力大小不变，阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力将变小，即测力计的拉力将变小。
【例3】在探究“杠杆的平衡条件”实验中。
(1)如图甲所示，实验前应使平衡螺母向___________调节，使杠杆在___________位置平衡。
(2)如图乙在杠杆B点挂3个相同的钩码。则在杠杆的D点挂___________个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡；
(3)如图丙，弹簧测力计由A位置转至B位置使杠杆始终保持水平平衡，拉力F将___________。
(4)如图丁（a）是我国古代常用于从井中汲水的辘轳，是轮轴的一种应用：图（b）是某时刻提水时示意图，水桶和水总重为G，小轮半径为r，大轮半径为R，拉力=___________（用已知的物理量表示）。
【答案】(1) 左 水平
(2)4
(3) 变大
(4)
【详解】（1）[1][2]观察图甲，杠杆右端下沉，左端上翘，根据调节杠杆在水平位置平衡时“左沉右调”的原则，应将平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。这样做的好处是力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上读出力臂的大小。
（2）设一个钩码重为，杠杆一格的长度为。根据杠杆平衡条件
在点挂个钩码时，，，点力臂，则
解得，所以在点应挂个相同的钩码，可使杠杆重新在水平位置平衡。
（3）弹簧测力计由位置转至位置使杠杆始终保持水平平衡，阻力和阻力臂不变。当弹簧测力计倾斜时，拉力的力臂变小，根据杠杆平衡条件
阻力与阻力臂的乘积不变，动力臂变小，那么动力将变大。
（4） 辘轳是轮轴的一种应用，轮轴的实质是可以连续转动的杠杆。根据杠杆平衡条件
可得拉力
【例4】如图所示是某同学“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1)杠杆放在支架上后，在图甲所示位置静止，这时的杠杆处于_________（填“平衡”或“非平衡”）状态，为了将杠杆调至水平位置平衡，他应将左端平衡螺母向_______端调节。
(2)图乙中，在水平位置平衡的杠杆A处挂两个钩码，则在B处需挂_______个钩码时，杠杆才能继续保持在水平位置平衡；
(3)保持杠杆水平位置平衡，将图丙中的弹簧测力计由竖直位置缓慢向右转动至虚线位置，弹簧测力计示数将________（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】(1) 平衡 左
(2)3
(3)变大
【详解】（1）[1][2]杠杆静止不动或匀速转动时，处于平衡状态，所以杠杆在图甲所示位置静止，这时的杠杆处于平衡状态；由图可知，杠杆左高右低，为了将杠杆调至水平位置平衡，他应将左端平衡螺母向左端调节。
（2）图乙中，在水平位置平衡的杠杆A处挂两个钩码，设每个小格长度为l，每个钩码重力为G，B处在支点右侧第二个格位置，根据杠杆的平衡条件可得
解得，即在B处挂3个相同的钩码。
（3）由题意可知，此时阻力和阻力臂大小不变，弹簧测力计由竖直位置缓慢向右转动至虚线位置时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，即弹簧测力计的示数变大。
【例5】在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
(1)如图甲所示，此时杠杆__________（选填“是”或“不是”）平衡状态。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，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)小明用如图丙装置进行探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件，其原因是_____；
(5)如图丁所示，使轻质杠杆在如图所示位置静止，画出点所用最小动力的示意图和杠杆的阻力臂。
【答案】(1) 是 右
(2)25
(3)将弹簧测力计从支点右侧移到左侧/将钩码从支点左侧移到右侧
(4)杠杆自重的影响
(5)
【详解】（1）[1]此时杠杆静止，故杠杆处于平衡状态。
[2]由甲图可知，此时杠杆左端向下倾斜，说明杠杆左端较重，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右移动。
（2）由图乙可知，此时杠杆在水平位置平衡，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
（3）要使弹簧测力计向上拉，即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，可将弹簧测力计从支点右侧移到左侧，或将钩码从支点左侧移到右侧。
（4）由图丙可知，此时杠杆的支点不在杠杆的重心，杠杆自身重力会对平衡产生影响，因此无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件。
（5）根据杠杆平衡条件可知，动力臂最长时动力最小，最长动力臂为支点O到动力作用点A的距离，故连接OA，由于阻力使杠杆顺时针转动，为使杠杆平衡，过A点作垂直于OA向上的力，即为F1；阻力是重物的拉力，方向竖直向下，过支点O作阻力作用线的垂线段，即为阻力臂l2。据此作图。
实验次数
动力F₁/N
动力臂l₁/m
阻力F₂/N
阻力臂l₂/m
1
0.5
0.16
1.0
0.08
2
2.0
0.15
1.5
0.2
3
1.5
0.1
①
②
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.0
15
1.5
10
2
1.5
10
1.5
10
3
2.0
5
0.5
20
…