2024年中考物理實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)突破：實(shí)驗(yàn)15 探究杠桿的平衡條件（解析版）

實(shí)驗(yàn)15探究杠桿的平衡條件

基礎(chǔ)考點(diǎn)梳理

1.實(shí)驗(yàn)裝置圖

2.實(shí)驗(yàn)前

(1)杠桿狀態(tài)的判斷：靜止時(shí)(包括水平位置靜止和非水平位置靜止)均達(dá)到平衡狀態(tài)

(2)選中點(diǎn)作杠桿支點(diǎn)的目的：消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，此眥杠桿重力的作用線通過支點(diǎn)，重力的

力臂為0

(3)平衡螺母的作用及調(diào)節(jié)方法：作用：調(diào)節(jié)杠桿平衡：調(diào)節(jié)方法：左高左調(diào)，右高右調(diào)

(4)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的：a.便于測(cè)量力臂；b.避免杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

3.實(shí)驗(yàn)操作

(1)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)杠桿水平平衡的目的：消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響和便于測(cè)量力臂

4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

(1)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題

a.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，計(jì)算出的結(jié)果不符合杠桿平衡條件，出現(xiàn)問題的原因是彈簧測(cè)力計(jì)沒有豎直向下

亂.

實(shí)驗(yàn)序號(hào)動(dòng)力F/N動(dòng)力臂1/m阻力F/N阻力臂

13.80.153.00.10

b.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，得出杠桿平衡條件應(yīng)為F]=F2,1尸12的錯(cuò)誤結(jié)論，原因是沒有改變力的大小和

位置，多做幾組實(shí)驗(yàn)，得出普遍規(guī)律.

實(shí)驗(yàn)序號(hào)F/NIJcmF/Nl2/cm

12323

23333

34343

(2)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力濕力臂=阻力俎力臂，即

5.多次實(shí)驗(yàn)的目的：讓結(jié)論具有普遍性，避免偶然性.

6.杠桿平衡條件的應(yīng)用(根據(jù)FJ]=F212)

(1)要使杠桿達(dá)到平衡狀態(tài)，判斷另一端鉤碼的數(shù)量或需要移動(dòng)的位置.

(2)杠桿平衡時(shí)，在杠桿兩邊同時(shí)加減相同的鉤碼或?qū)蛇叺你^碼移動(dòng)相同的距離，判斷杠桿向哪端傾斜.

7.實(shí)驗(yàn)時(shí)將一端的鉤碼換成彈簧測(cè)力計(jì)(如圖)

(1)優(yōu)點(diǎn)：能直接測(cè)量出拉力的大小，實(shí)驗(yàn)操作更方便.

(2)操作注意事項(xiàng)

①實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)該沿豎直方向拉杠桿，沿豎直方向拉的目的是方便讀出或測(cè)出力臂的大小.斜拉也

可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，但是力臂的大小不好測(cè)量.

②彈簧測(cè)力計(jì)使用前需重新調(diào)零.

(3)保持鉤碼的數(shù)量和位置不變，彈簧測(cè)力計(jì)豎直拉與傾斜拉的相關(guān)判斷

①如果只將彈簧測(cè)力計(jì)從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大，這是因?yàn)槔Φ牧Ρ圩?/p>

小，如圖中I二U

②豎直向下拉時(shí)，拉力最小.

③不管豎直拉還是傾斜拉，拉力與其力臂的乘積不變.

8.實(shí)驗(yàn)結(jié)論拓展：杠桿在兩個(gè)力的作用下平衡時(shí)，F(xiàn)11J=FJ,此時(shí)動(dòng)力作用的效果與阻力作用的效果互相

抵消.如果杠桿受到動(dòng)力F2和阻力三個(gè)力的作用，杠桿的平衡條件是FiL+FJ=F3L

典型例題賞析

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：杠桿的平衡條件：動(dòng)力應(yīng)力臂=阻力泡力臂

1.在做探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)時(shí).

(1)將裝置放在水平桌面上，靜止時(shí)如圖甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向右(選

填經(jīng)”或歌“）調(diào)節(jié)，這樣操作是為了消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響.

要點(diǎn)1.平衡螺母的調(diào)節(jié)：實(shí)驗(yàn)前杠桿左高左調(diào)，右高右調(diào)，實(shí)驗(yàn)過程中不能調(diào)節(jié)平衡螺母.

（2）小明掛上鉤碼并調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿水平平衡，在下表中記錄數(shù)據(jù)，然后改變鉤碼的數(shù)量和

鉤碼的位置重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，其目的是讓實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性.第1、2次杠桿平衡時(shí)的數(shù)據(jù)已填入下

表，圖乙是第3次杠桿平衡時(shí)的情景，此次杠桿右側(cè)的阻力和阻力臂的數(shù)據(jù)為—1—、為—0.15—

動(dòng)力臂1/m阻力臂

實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F/N阻力F2/N

12.50.220.25

220.151.50.2

31.50.1①②

要點(diǎn)2.結(jié)論普遍性的操作：應(yīng)多次改變動(dòng)力或阻力的大小、作用點(diǎn)（位置）、方向.

（3）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可歸納出杠桿的平衡條件：F,L,=F?L2.

（4）（科學(xué)推理）（2022安徽）第3次實(shí)驗(yàn)后，小明用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動(dòng)右側(cè)懸掛的懸線（保

持上端懸點(diǎn)不動(dòng)），如圖乙，不計(jì)摩擦，杠桿不能（選填能''或不能"）在水平位置保持平衡，原因是

由于力不變，但力臂減小.

要點(diǎn)3.關(guān)鍵點(diǎn)解讀：滑輪推動(dòng)懸線實(shí)質(zhì)改變的是力的方向，沒改變力的大小，力的方向改變則力臂變小

（5）（2022宜賓）如圖丙所示，由杠桿的平衡條件可知杠桿的左（選填經(jīng)”或拒”）端會(huì)下沉；要使

杠桿重新在水平位置平衡，在不改變兩側(cè)鉤碼各自數(shù)量的前提下，僅需把左側(cè)鉤碼向右移動(dòng)一格.

（6）（裝置改進(jìn)）（2022河南）實(shí)驗(yàn)小組對(duì)探究過程交流、討論后，按圖丁所示又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，老師肯定

了他們的做法，并指出用彈簧測(cè)力計(jì)斜拉也能避免得出勃力及點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力被點(diǎn)到阻力

作用點(diǎn)的距離”的結(jié)論，因?yàn)檫@樣做改變了拉力方向總是和杠桿垂直的情況.在測(cè)量拉力F的力臂時(shí)，

小組內(nèi)有不同的意見，你認(rèn)為拉力F的力臂應(yīng)為Qg（選填“OA”“OB”或“AB”）.

要點(diǎn)4.將鉤碼換成彈簧測(cè)力計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：

可以連續(xù)改變拉力的方向、直接讀出力的大小.

注：力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離.

（7）（支點(diǎn)位置對(duì)結(jié)論影響）（2021湘潭）實(shí)驗(yàn)時(shí)，不再調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿的中心位置保持在。點(diǎn)

不變，將支點(diǎn)換到0'點(diǎn)，如圖戊所示，發(fā)現(xiàn)A點(diǎn)處只掛1個(gè)鉤碼，杠桿仍然保持平衡，若每個(gè)鉤碼的重為

0.5N,則杠桿重力為_0.5A,由此可知，將杠桿支點(diǎn)設(shè)在0（選填"O”或“0，”）點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能避免

杠桿自身重力影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出.

要點(diǎn)5.杠桿的中點(diǎn)作為支點(diǎn)：使得杠桿的重心落在支點(diǎn)上，避免杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論產(chǎn)生影響.

（8）（寬杠桿問題）（2021陜西）如圖己是一個(gè)加寬的杠桿裝置，此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)，若只將左側(cè)的

鉤碼改掛到A點(diǎn)正上方的B點(diǎn)，力臂是線段OB（選填“OA”“OB”或“AB”），此卅杠桿仍能

（選填仍能"或不能“）保持平衡.

（9）（科學(xué)論證）（2022益陽）當(dāng)貨車所載貨物重心太靠后時(shí)，貨車會(huì)翹起來，如圖庚所示，這樣容易造

成交通安全事故.若以后輪為支點(diǎn)，貨物對(duì)貨車壓力F的力臂用h表示，貨車重力G的力臂用I?表示，貨

車之所以會(huì)翹起來，是因?yàn)橐渊D一＞—G1,.（選填“〉”或‘三"）

2.小明利用杠桿做“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn);

C1）實(shí)驗(yàn)前，杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)如圖甲所示，此時(shí)杠桿是平衡狀態(tài)（填“是”或“不是”），為

了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向左調(diào),此時(shí)調(diào)節(jié)杠桿水平位置平衡的目的是便于測(cè)

量力臂，消除杠桿重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；

（2）杠桿調(diào)平衡后，在左側(cè)A位置掛上鉤碼，且保持左側(cè)懸掛鉤碼的位置和數(shù)量不變（如乙圖），調(diào)

節(jié)右側(cè)懸掛鉤碼的數(shù)量和位置，使杠桿始終在水平位置平衡，記錄對(duì)應(yīng)的力F和力臂Li大小，繪制成圖

像如圖丙所示。圖像中每個(gè)點(diǎn)與兩坐標(biāo)軸圍成的方形面積相等（填“相等”或“不相等”）；

（3）將右側(cè)的鉤碼改為豎直向下拉彈簧測(cè)力計(jì)，已知每個(gè)鉤碼的重力均為0.5N,丁圖中彈簧測(cè)力計(jì)示

數(shù)為1.5N,保持測(cè)力計(jì)在B點(diǎn)不動(dòng)，改為斜向右下方拉動(dòng)，則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將變大（填“變

大，，或“變小”或“不變”）；

（4）使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度（不考慮杠桿重心位置的變化），如圖戊所示，此過程中，彈

簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變（填“變大”或“變小”或“不變”）；

（5）生活中有各種各樣的杠桿，如船槳、撬棍、老虎鉗、釣魚竿等，上述物品使用時(shí)是省力杠桿的是J

棍、老虎鉗。

【解答】解：（1）杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)都屬于平衡狀態(tài)，如圖杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)杠桿處于平衡

狀態(tài)。

如圖杠桿的左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平衡，便于測(cè)量力臂，杠桿重力

的力臂為零，可以消除杠桿重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。

（2）由于此題中的阻力和阻力臂不變，利用圖象中任意一組數(shù)據(jù)都能得出，F(xiàn)2l2=F1l1=3NX0.02m=2N

X0.03m=0.06NB,圖像中每個(gè)點(diǎn)與兩坐標(biāo)軸圍成的方形面積相等，其原因是阻力和阻力臂保持不變，

根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積保持不變；

（3）若每個(gè)小格長(zhǎng)1,在A點(diǎn)掛2個(gè)相同的鉤碼，在B點(diǎn)豎直向下拉彈簧測(cè)力計(jì)，讓杠桿在水平位置平

衡，根據(jù)杠桿的平衡條件有2X0.5NX31=FX21

解得F=1.5N,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)為1.5N；

當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)改為斜向右下方拉動(dòng)時(shí)，拉力的力臂減小，再次使杠桿水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條

件，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大；

（4）豎直向下拉彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度（不考慮杠桿重心位置的變化的過程

中，根據(jù)幾何知識(shí)可知，h與％之比不變，則F］與F2之比不變。因F］不變，則F2不變，即彈簧測(cè)力計(jì)

的示數(shù)保持不變；

（5）船槳、釣魚竿這兩個(gè)杠桿在使用時(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿；

撬棍、老虎鉗，在使用時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿。

故答案為：（1）是；左；便于測(cè)量力臂，消除杠桿重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；（2）相等；（3）1.5變大；（4）

不變；（5）撬棍、老虎鉗。

3.桿秤是我國(guó)勞動(dòng)人民的一項(xiàng)發(fā)明，是各種衡器中歷史最悠久的一種。為研究桿秤的原理，物理社團(tuán)先用

刻度均勻的杠桿，探究杠桿的平衡條件。

（1）杠桿不掛鉤碼時(shí)右端下沉，為使它在水平位置平衡，應(yīng)向左（左用）調(diào)節(jié)螺母。

（2）如圖甲，當(dāng)杠桿水平平衡后，在A、B處掛上圖示的鉤碼，杠桿在水平位置靜止，已知A處鉤碼的

總質(zhì)量為100g,則B處鉤碼的總質(zhì)量為200g；若將A處鉤碼移至C處，B處鉤碼移至D處，則杠

桿左端將下沉。

（3）根據(jù)圖甲實(shí)驗(yàn)，小宇得出了“動(dòng)力X支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力X支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”

的結(jié)論；為此，在圖甲實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，曉麗進(jìn)行了圖乙實(shí)驗(yàn)：在B處施加不同方向的拉力，均使杠桿水

平靜止，發(fā)現(xiàn)拉力隨方向而改變，當(dāng)方向?yàn)樨Q直向下時(shí),拉力最小，由此可知小宇的結(jié)論是3

誤（正確熠誤）的。

（4）如圖丙，桿秤有兩個(gè)提紐，向上提起提紐a（a/b）時(shí)，桿秤的最大稱量值更大。

【解答】解：

（1）杠桿不掛鉤碼時(shí)右端下沉，應(yīng)將平衡螺母（左端或右端的均可）向左調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處，

使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；

（2）杠桿兩側(cè)受到的作用力大小等于各自鉤碼所受重力大??；

根據(jù)杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2可得：

100gXgX20cm=mBXgX10cm,解得mB=200g,

若將A處鉤碼移至C處，B處鉤碼移至D處，貝心

左邊=100gXgX15cm,右邊=200gXgX5cm,

左邊〉右邊，

所以，杠桿不能平衡，杠桿右端上升，左端下沉；

（3）阻力與阻力臂一定時(shí)，由杠桿平衡條件F1L=F2L2可知，當(dāng)動(dòng)力臂最大時(shí)，動(dòng)力最小，力的作用

點(diǎn)與支點(diǎn)一定，最大力臂為支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，力應(yīng)與杠桿垂直，為使拉力最小，應(yīng)豎直向下拉

彈簧測(cè)力計(jì)；

在本探究實(shí)驗(yàn)了，僅通過一次實(shí)驗(yàn)就得出規(guī)律，這樣是錯(cuò)誤的，因?yàn)檫@樣有可能導(dǎo)致得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論具

有偶然性；

（4）由圖示可知，因?yàn)槌油氲馁|(zhì)量不變即重力不變，在使用提紐a時(shí)，相較于使用提紐b,其秤碗重力

的力臂變大，物體重力的力臂變小，由mgL=mgL可知，桿秤的最大稱量較大。

秤就秤附物物

故答案為：（1）左；（2）200；左；（3）豎直向下；錯(cuò)誤；（4）a。

(1)實(shí)驗(yàn)前，杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)如圖甲所示，此時(shí)杠桿是平衡狀態(tài)(是壞是)，為了使杠桿在水

平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向左調(diào),此時(shí)調(diào)節(jié)杠桿水平位置平衡的目的是便于測(cè)量力臂；

(2)如圖乙所示，在A點(diǎn)掛2個(gè)重力均為0.5N的鉤碼，在B點(diǎn)用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉杠桿，使其在

水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.5N；

(3)豎直向下拉彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度(不考慮杠桿重心位置的變化)，如

圖丙所示，此過程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變(變大/變小不變)；

(4)若要使圖丙狀態(tài)下的彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)減小，可將彈簧測(cè)力計(jì)繞B點(diǎn)順時(shí)針(順時(shí)針池時(shí)針)

方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度；

(5)如圖丁，用支點(diǎn)使一根胡蘿卜水平平衡后，沿支點(diǎn)處將胡蘿卜切分為A、B兩部分，其重力分別為

GA、GB,由杠桿原理可知GA大于GR(大于/小于/等于)。

【解答】解：(1)靜止和勻速運(yùn)動(dòng)的物體都處于平衡狀態(tài)，此時(shí)杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以杠桿是平衡狀

態(tài)；此時(shí)杠桿左端上翹，所以平衡螺母應(yīng)該向左調(diào)，使杠桿在水平位置平衡，以便后期方便測(cè)量力臂。

(2)作用在A點(diǎn)的力Fi=G=2G=2XO.5N=1N。設(shè)杠桿上每一小格長(zhǎng)為1,則杠桿在水平位置平衡

鉤碼

時(shí)，力Fi的力臂為31,作用在B點(diǎn)的力F2的力臂為21。根據(jù)杠桿的平衡條件FJI=F212可知，1NX31

=F2X21,解得F2=1.5N。

(3)豎直向下拉彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度(不考慮杠桿重心位置的變化的過程

中，根據(jù)幾何知識(shí)可知，h與％之比不變，則Fi與F2之比不變。因Fi不變，則F2不變，即彈簧測(cè)力計(jì)

的示數(shù)保持不變。

(4)若要使圖丙狀態(tài)下的彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)減小，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，在FJ1保持不變的情況下，

應(yīng)設(shè)法增大12,才能達(dá)到減小彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的目的。由圖丙可知，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)可以增大力

臂，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)會(huì)減小力臂，故應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。

(5)由圖丁可知，GA、GB的力臂U、％的大小關(guān)系為1A<1B，則根據(jù)杠桿的平衡條件可得，GA>GBo

故答案為：(1)是；左；便于測(cè)量力臂；(2)1.5(3)不變；(4)順時(shí)針；(5)大于。

5.小明用一根常見的筷子做了一些實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答以下的問題。

丙丁

(1)如圖甲，小明把筷子用繩子懸掛靜止后的情形，此時(shí)筷子是平衡的(選填“平衡”或“不平

衡”)，要使筷子在水平位置平衡，應(yīng)將懸掛點(diǎn)向左(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)水平平衡

的目的是消除筷子重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，同時(shí)方便測(cè)量力臂的大小。

(2)如圖乙，筷子在水平位置平衡，標(biāo)記支點(diǎn)的位置為0,若將筷子從。點(diǎn)折斷，設(shè)折斷后的左端和

右端的筷子的重力分別為Gi和G2,則G]>G?(選填“>”、或“=”)。

(3)小明用筷子、刻度尺、杯子和水巧妙地測(cè)量小石塊的密度，實(shí)驗(yàn)過程如下。

①如圖丙所示重物懸掛在筷子A處，移動(dòng)石塊懸掛在筷子B處，此時(shí)筷子在水平位置恢復(fù)平衡，用刻度

尺分別測(cè)得0A、0B的長(zhǎng)度為8cm和6cm0

②保持重物的懸掛點(diǎn)位置A不變，將小石塊浸沒在盛有適量水的杯中，目的是為了保證排開水的體積

等于(選填“大于”、“等于”或“小于”)石塊的體積；調(diào)整小石塊的懸掛點(diǎn)位置(且未與杯底、

杯壁接觸)，直至在筷子C處，如圖丁所示筷子在水平位置再次平衡，用刻度尺測(cè)得0C的長(zhǎng)度為10cm。

通過計(jì)算，測(cè)得石塊的密度為2.5X103kg/m3o

【解答】解：(1)由圖可知，筷子靜止在如圖甲所示位置，筷子處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以此時(shí)筷子處于平衡

狀態(tài)；

筷子靜止后左端下沉，若想調(diào)節(jié)筷子水平平衡，應(yīng)將支點(diǎn)向左移動(dòng)，即細(xì)線向左移動(dòng)；

調(diào)節(jié)筷子水平平衡可以消除筷子重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，同時(shí)方便測(cè)量力臂的大?。?/p>

(2)筷子處于平衡狀態(tài)，由圖可知，

OFB

左側(cè)部分重心離支點(diǎn)O較近，故力臂OE較小，右側(cè)部分重心離支點(diǎn)O較遠(yuǎn)，故力臂OF較大;

根據(jù)杠桿平衡條件GjXOEnGzXOF,則左側(cè)筷子重力G1大、右側(cè)重力G2小，即：G]>G2；

(3)小石塊全浸沒，是為了保證排開水的體積等于石塊的體積；

根據(jù)乙圖杠桿平衡的條件F[L1=F2L2，

即GXOB=GXOA,則GX6cm=GX8cm,貝16G=8G,

石物石物石物

根據(jù)丙圖杠桿平衡的條件FiL^F^,

即(G-F)XOC=GXOA,

石浮物

(G-F)X10cm=GX8cm,則10(G-F)=8G,

石浮物石浮物

所以6G=10(G-F),

石石浮

解得4G=10F,

石浮

根據(jù)F=PgV,石塊此時(shí)全浸沒，V=V,

浮水排排物

4pgV=10PgV,

石石水排

3

即p=Sp=2.5義10kg/m3o

石2水

故答案為：(1)平衡；左；消除筷子重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，同時(shí)方便測(cè)量力臂的大?。?2)>；(3)等

于；2.5X103。

6.如圖是小凈利用刻度均勻的杠桿探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。

）實(shí)驗(yàn)前沒掛鉤碼，杠桿靜止的位置如圖甲，此時(shí)杠桿處于平衡（選填“平衡”或“不平衡”）

狀態(tài)，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將螺母向右（選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)；

（2）在杠桿調(diào)整到水平位置平衡后，利用鉤碼和刻度尺測(cè)量出杠桿平衡時(shí)各個(gè)力及其力臂，測(cè)得數(shù)據(jù)如

下表：由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出杠桿的平衡條件是：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力又阻力臂（或F」L|=

FiL?）；

次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂1/cm阻力F2/N阻力臂上/cm

11.0102.05

21.550.515

32.0151.520

（3）進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)的目的是B（選填正確答案標(biāo)號(hào)）；

A.取平均值減小誤差B.歸納出物理規(guī)律C.使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確

（4）由杠桿的平衡條件可知，圖乙中杠桿的左（選填“左”或“右”）端會(huì)下沉；要使杠桿重新

在水平位置平衡，在不改變兩側(cè)鉤碼各自數(shù)量的前提下，僅需把左側(cè)鉤碼靠近支點(diǎn)O一個(gè)格；

（5）如圖丙，用同一彈簧測(cè)力計(jì)兩次掛在杠桿的同一位置用力拉（不超過彈簧測(cè)力計(jì)的量程），均使杠

桿在水平位置平衡，彈簧測(cè)力計(jì)第二次的示數(shù)比第一次的示數(shù)要大（選填“大”或“小”）一些；

（6）如圖丁，桿秤是我國(guó)古老的衡量工具，現(xiàn)今人們?nèi)匀辉谑褂?。根?jù)杠桿平衡條件，桿秤的刻度應(yīng)是

均勻的（選填“均勻”或“非均勻”）。

【解答】解：（1）杠桿的平衡狀態(tài)是指杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，所以圖甲中的杠桿處于平衡狀態(tài)；

調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，杠桿右端偏高，左端的平衡螺母應(yīng)向上翹的右端移動(dòng)，使杠桿在水平位置平

衡；

（2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出杠桿平衡的條件是：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂（或FIL]=F2：L2）;

（3）如果實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，實(shí)驗(yàn)研究得出結(jié)論具有偶然性，不具有普遍性，實(shí)驗(yàn)結(jié)論必須在多次試驗(yàn)的基

（4）設(shè)杠桿每個(gè)格的長(zhǎng)度為L(zhǎng),每個(gè)鉤碼的重力為G,根據(jù)杠桿的平衡條件:

FL=FL,即4GX3L>2GX4L,故左端下沉；

左左右右

要使杠桿重新在水平位置平衡，在不改變兩側(cè)鉤碼各自數(shù)量的前提下，只需要將左側(cè)的鉤碼靠近支點(diǎn)o

一個(gè)格，則有：4GX2L=2GX4L,即可平衡；

（5）如圖丙所示，保持作用點(diǎn)不變，當(dāng)測(cè)力計(jì)從第一次位置到第二次位置時(shí)，此時(shí)F的力臂變短，根據(jù)

杠桿的平衡條件，力變大，所以彈簧測(cè)力計(jì)第二次的示數(shù)比第一次的示數(shù)大；

（6）如圖，秤鉤處不放物體時(shí)，桿秤平衡，則B點(diǎn)作為桿秤對(duì)應(yīng)的質(zhì)量刻度值為0g；

該桿秤所能測(cè)量的物體質(zhì)量的最大時(shí)，秤就M在C點(diǎn),

根據(jù)杠桿平衡條件，可知：GXOA=GMXBC,

物

GM

則G=—BC,由于OA和GM是定值，

*0A

所以G與BC成正比，即桿秤的刻度是均勻。

物

故答案為：（1）平衡；右；（2）動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂（或FIL=F2L2）;（3）B；（4）左;

靠近支點(diǎn)。一個(gè)格；（5）大；（6）均勻。

7.五一假期外出游玩，在高速路上楚杭注意到路邊指示牌，一根桿子為什么能把指示牌固定在空中？楚杭

回到學(xué)校與同學(xué)們進(jìn)行了探討，認(rèn)為指示牌可以看做一個(gè)杠桿模型，為此物理學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用如圖

所示裝置探究杠桿的平衡條件：

圖乙圖丙

）實(shí)驗(yàn)前杠桿靜止時(shí)如圖甲所示，杠桿處于平衡狀態(tài)（選填平衡或不平衡）。若要將其調(diào)整到

水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向右（選填左或右）調(diào);

（2）給杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡。這是為了在實(shí)驗(yàn)

時(shí)便于測(cè)量力臂的大小，設(shè)右側(cè)鉤碼對(duì)杠桿施的力為動(dòng)力F「左側(cè)鉤碼對(duì)杠桿施的力為阻力F2;

測(cè)出杠桿平衡時(shí)的動(dòng)力臂11和阻力臂5把F?、小y的數(shù)據(jù)填入表格中。改變動(dòng)力Fi和動(dòng)力臂§的

大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)阻力F2和阻力臂％，再做幾次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。

次數(shù)動(dòng)力F/N動(dòng)力臂1/m阻力F2/N阻力臂Vm

10.50.310.15

21.50.130.05

330.11.50.2

分析表中的數(shù)據(jù)得到杠桿的平衡條件：蟲=凡1,（用lrF2、％表示）。

（3）由此楚杭想到當(dāng)貨車所載貨物重心太靠后時(shí)，貨車會(huì)翹起來造成交通安全事故，如圖乙所示。這是

因?yàn)橐院筝啚橹c(diǎn)，貨物對(duì)貨車壓力F的力臂用Li表示，貨車重力G的力臂用L2表示，貨車之所以會(huì)

翹起來，是因?yàn)镕L】>GL,（選填“>"、"=”或）。

（4）如圖丙，裝有物品的旅行箱整體可視為杠桿，0為行李箱重心，P為拉桿的端點(diǎn)，楚杭在P點(diǎn)沿上

（選填"FrF2"或‘73”）方向施加拉力，可用最小力使旅行箱靜止；若楚杭在P點(diǎn)用始終沿豎直向

上的力將行李箱拉至虛線位置，則在虛線位置靜止時(shí)的拉力與原來相比將不變（選填“變大”、“不

變”或“變小”）O

）實(shí)驗(yàn)前，杠桿在支架上靜止時(shí)如圖甲所示，此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)；為了消除杠桿自

重對(duì)平衡的影響，要調(diào)節(jié)到水平位置平衡，接下來，她們應(yīng)將杠桿的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，使杠桿在水平

位置平衡，便于測(cè)量力臂。

（2）杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡，目的是為了便于測(cè)

量力臂的大??；

由表格中數(shù)據(jù)知，

第一組數(shù)據(jù)：0.5NX0.3cm=lNX0.15cm；

第二組數(shù)據(jù)：1.5N義0.1cm=3NX0.05cm；

第三組數(shù)據(jù)：3NX0.1cm=1.5NX0.2cm；

可得杠桿的平衡條件是：動(dòng)力義動(dòng)力臂=阻力X阻力臂，

（3）貨物對(duì)貨車壓力F的力臂用Li表示，貨車重力G的力臂用L2表示，貨車之所以會(huì)翹起來，是因?yàn)?/p>

FL]>GL2；