2024-2025年中考物理復(fù)習(xí)：實(shí)驗(yàn)1 探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十五探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)

【探究目的】:

杠桿的平衡條件

【實(shí)驗(yàn)器材】：

杠桿、鉤碼盒一套、彈簧測力計(jì)、細(xì)線、刻度尺；

【探究假設(shè)】：

杠桿的平衡可能與“動(dòng)力和力臂的乘積”、“阻力和阻力臂的乘積”有關(guān)。

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【實(shí)驗(yàn)步驟】：

①調(diào)節(jié)杠桿兩端的使橫梁平衡。

②在杠桿的左右兩端分別用細(xì)線依次懸掛個(gè)數(shù)不同鉤碼【每一個(gè)鉤50g=0.05kg,重為：

G=mg=O.O5kgxlON/kg=O.5N],（假設(shè)左端祛碼的重力產(chǎn)生的拉力為阻力F2,右端鉤碼的重力產(chǎn)生的拉力

為動(dòng)力B,）先固定B大小和動(dòng)力臂1,的大小，再選擇適當(dāng)?shù)淖枇2,然后移動(dòng)阻力作用點(diǎn)，改變阻力臂

12大小，直至杠桿平衡，分別記錄下此時(shí)動(dòng)力Fi、動(dòng)力臂h、阻力F?和阻力臂12的數(shù)值，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記

錄在表格中。

③固定F1大小和動(dòng)力臂h的大小，改變阻力F2的大小，在移動(dòng)阻力作用點(diǎn)，改變阻力臂12大小，直至杠桿

平衡，記錄下此時(shí)的阻力F2和阻力臂12的數(shù)值，并填入到實(shí)驗(yàn)記錄表格中。

④改變動(dòng)力F1的大小，保持動(dòng)力臂L的大小以及阻力F2大小不變，再改變阻力F2作用點(diǎn)，直至杠桿重新

平衡，記錄下此時(shí)動(dòng)力F1大小和阻力臂12的大小，并填入到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。

⑤整理實(shí)驗(yàn)器材。

【數(shù)據(jù)記錄】：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表如下:

動(dòng)力F1動(dòng)力臂h(cm)動(dòng)力X動(dòng)力臂阻力阻力臂阻力義阻力臂(N?m)

F(N)

(N)(NM2h(cm)

步驟2

步驟3

步驟4

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】：根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)，探究結(jié)論是：__________________公式表示：

思考：在上述探究實(shí)驗(yàn)中，為什么每次都要使杠桿在水平位置保持平衡?

答：可以方便用刻度尺來直接測出實(shí)驗(yàn)中杠桿的力臂大小

■4—“adiIa.

【考點(diǎn)方向】：

1、實(shí)驗(yàn)前杠桿的調(diào)節(jié)：.

2、將杠桿調(diào)成水平平衡的目的是：o

3、選擇杠桿終點(diǎn)作為支點(diǎn)的好處：。

4、將磋碼換成測力計(jì)的好處是：。

5、掙去碼換成測力計(jì)的缺點(diǎn)是：o

6、如上圖，乙圖和丙圖中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)作怎樣變化：

7、你認(rèn)為哪個(gè)圖更合理？答：o

8、使用彈簧測力計(jì)代替鉤碼最終目的是：,

9、多次實(shí)驗(yàn)的目的是：o

【經(jīng)典例題】：

【母題】：1.小明和小紅用圖所示的杠桿一起探究杠桿的平衡條件：

（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)使圖中的杠桿在_______位置平衡，可以將杠桿左端的平衡螺母向調(diào)。

（2）調(diào)平衡后，小明在圖所示位置處掛上4個(gè)鉤碼（每個(gè)重為1N）,要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)在杠桿

右端的B點(diǎn)掛上_______個(gè)鉤碼，這時(shí)使杠桿在水平位置平衡的好處是o

（3）小明用調(diào)節(jié)好的杠桿進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)如下表

動(dòng)力/N阻力/N動(dòng)力臂/cm阻力臂/cm

4236

于是他得出了杠桿的平衡條件：W=通請(qǐng)你對(duì)此作出評(píng)價(jià)：。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”

于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計(jì)豎直向上拉使杠

桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符。其原因是：o

2.如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻

（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉。此時(shí)，可把杠桿右端的平衡螺

母向（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，保持

并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài).這樣做的好處是：便于在杠桿上直接測量___________O

（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個(gè)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(jié)論是否合理?；

為什么?_____________________________________________

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：”當(dāng)支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”

于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計(jì)豎直向上拉使杠

桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是。

3.如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻

度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干。

9

甲乙

（1）實(shí)驗(yàn)前將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，此時(shí)杠桿處于（選填“平

衡狀態(tài)”或“非平衡狀態(tài)”），應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不

掛鉤碼時(shí)在水平位置平衡，這樣做的好處是；

（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在2點(diǎn)處掛6個(gè)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：（字母表示），他這樣得出的結(jié)論（選填“合理”或“不合

理”），原因是；

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”

于是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計(jì)豎直向上拉使杠

桿處于水平平衡狀態(tài)時(shí)，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是。

4.如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有:杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻度

尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)。

V

1.實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉。止匕時(shí),應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向

（左/右）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡,這樣做的好處是便于直接O

2.杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上的A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼,在8點(diǎn)處掛________個(gè)鉤碼后,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："義乙=尸2義4。他這樣得出的結(jié)論（合理/不

合理）；原因是:o

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)時(shí)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于

是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置,用彈簧測力計(jì)豎直向上拉使杠桿處

于水平平衡狀態(tài)時(shí),測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符。其原因是:o

5.如圖甲所示，小明在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有:杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻

度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè).

1.實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉.此時(shí)，應(yīng)把杠桿左端的平衡螺母向

—（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)，達(dá)到水平平衡狀態(tài).

2.杠桿調(diào)節(jié)平衡后,小明在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼，杠桿恰好在原位置平衡.于是

小明便根據(jù)這次實(shí)驗(yàn)得出了杠桿的平衡條件片乙二乙心他這樣得出的結(jié)論是否合理?—；理由是:.

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后.小明提出了新的探究問題：“若支點(diǎn)不在杠桿的中點(diǎn)，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于

是小組同學(xué)利用如圖乙所示裝置進(jìn)行探究.發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置.用彈簧測力計(jì)豎直向上拉使杠桿

處于水平平衡時(shí),測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符.其原因可能是:.

4.杠桿不處于水平位置時(shí)能否平衡？小海和小紅意見不同.小海認(rèn)為能平衡，于是他每次讓杠桿傾斜時(shí)靜

止，這樣實(shí)驗(yàn)也得出了同樣的杠桿平衡條件.小海認(rèn)為杠桿平衡不一定是水平的，這種說法一（填“正確”或

“不正確”）.小紅仔細(xì)研究后發(fā)現(xiàn)自己在水平位置實(shí)驗(yàn)的方案比小海好.請(qǐng)你說出小紅的理由:.

6.在研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中：

（1）如圖甲所示，此時(shí)應(yīng)把杠桿左端的平衡螺母向▲（左/右）調(diào)節(jié)，使杠桿在▲位置平衡.

（2）如圖乙所示是小華在探究時(shí)的情況，為使杠桿平衡，她可以采取的做法是：▲（不添加新器材,

寫出一條即可）.

（3）在探究過程中，我們需要測量和記錄動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力、阻力臂四個(gè)物理量，在進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的

過程中，我們▲（選填“可以”或“不可以”）同時(shí)改變多個(gè)量，進(jìn)行杠桿平衡條件的探究.

（4）如圖丙所示是小明在探究杠桿平衡時(shí)的情況，按照他的方法，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，杠桿平衡條件將▲成

立（選填“仍然”、“不”或“可能”）；若每個(gè)鉤碼重0.5N,彈簧測力計(jì)的示數(shù)▲2N（填“大于”、

“小于”或"等于"）.

（5）小虎還想探究當(dāng)動(dòng)力和阻力在杠桿同側(cè)時(shí)杠桿的平衡情況，于是將杠桿左側(cè)的所有鉤碼拿掉，結(jié)果

杠桿轉(zhuǎn)至豎直位置，如圖丁所示.小虎在A點(diǎn)施加一個(gè)始終水平向右的拉力F,卻發(fā)現(xiàn)無論用多大的力都

不能將杠桿拉至水平位置平衡，你認(rèn)為原因是▲.

（1）掛鉤碼前，杠桿靜止在如圖甲所示位置，應(yīng)將杠桿兩端的平衡螺母向（填“左”或“右”）調(diào)節(jié),

使杠桿在水平位置平衡，目的是便于；

（2）為探究杠桿的平衡條件，小奇用下表中的兩種方案進(jìn)行收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中合理的是方案

實(shí)方案一方案二

驗(yàn)

序

4/N4/cm月/NZ2/cm耳/N4/cm&/NZ2/cm

號(hào)

2220220415320

3115115225510

（3）實(shí)驗(yàn)中，小奇多次改變力和力臂的大小，目的是；

（4）根據(jù)選擇的合理方案的三組數(shù)據(jù)，分析可知杠桿的平衡條件是：（用字母表示）；

（5）我國古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理，如圖丙所示，“權(quán)”“重”對(duì)應(yīng)杠桿中的力，其中“重”表示

被測量的物重，“標(biāo)”“本”對(duì)應(yīng)杠桿中的力臂。為了擴(kuò)大桿秤的量程，請(qǐng)你根據(jù)杠桿平衡原理，說出采取的方

法是（寫出一種即可）。

8.下面是小聰利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)。

乙

（1）實(shí)驗(yàn)前為方便測量力臂，應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到______位置平衡，將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止

時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，這時(shí)應(yīng)將平衡螺母向（選”左”或“右”）端調(diào)節(jié)；

（2）調(diào)節(jié)平衡后，在杠桿2點(diǎn)處掛6個(gè)鉤碼，如圖甲所示，則在A點(diǎn)處應(yīng)掛個(gè)同樣的鉤碼，杠桿

仍然在水平位置平衡；

（3）圖乙是小聰利用彈簧測力計(jì)做的某次實(shí)驗(yàn)情景，已知杠桿每格長5cm,鉤碼每個(gè)重0.5N,請(qǐng)將彈簧測

力計(jì)的示數(shù)填入下表:

實(shí)驗(yàn)序號(hào)動(dòng)力FJN動(dòng)力臂//m阻力工/N阻力臂

1—0.153.00.10

上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不符合杠桿平衡條件，出現(xiàn)問題的原因是o

9.如圖是小明利用刻度均勻的杠桿“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)（每個(gè)鉤碼重0.5N,杠桿每小格距離為

1cm,不考慮杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響）。

甲乙

（1）實(shí)驗(yàn)前，發(fā)現(xiàn)杠桿靜止時(shí)左端下沉，這時(shí)應(yīng)將平衡螺母向（選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)，直到杠

桿在水平位置平衡，這樣做的目的是便于O

（2）如圖甲所示，在杠桿A點(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，8點(diǎn)處應(yīng)掛______個(gè)鉤碼，杠桿仍能在水平位置平衡。

（3）小明取下8處鉤碼，改用彈簧測力計(jì)鉤在C處，使杠桿再次在水平位置平衡，如圖乙所示，此時(shí)彈簧

測力計(jì)的示數(shù)（選填“大于”、“小于”或“等于“）1N?

（4）小明經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后得出杠桿平衡條件公式為