【精编精练】6.5探究杠杆平衡条件（基础+提高+综合）

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粤沪版6.5探究杠杆平衡条件（基础+提高+综合）

一、填空题
1、2018年5月20 日，中华龙舟大赛在盐城洋湾生态旅游景区开幕，一时间鼓声雷动、挠桨飞舞，鼓声是由于鼓面______发声，通过______传播到观众耳朵，运动员使用的船桨是______? (省力/费力）杠杆。
2、如图所示是赛艇比赛，赛艇的浆是　?? 　杠杆，杠杆的平衡条件是　?? 　．


3、如图2，轻质木杆AB可以绕O点转动，OA：OB＝3：1，A端细线下挂300N的重物静止在水平地面上，若使木杆保持水平位置，且重物对水平地面的压力为零，在B点要用?????????? N的力竖直向下拉。此木杆为___________（填“省力”或“费力”或“等臂”）杠杆。
4、当用镊子夹取物体时，镊子就相当于?????? ?（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”） ，它是一个?????? （选填“省力”或“费力”）的机械。
5、在探究杠杆平衡条件的实验中，某同学发现杠杆左端低右端高，要使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向　　　　　　（选填“内”或“外”）调节；在杠杆的右边A处挂4个质量均为50g的砝码，如图3所示，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆左边的B处竖直向下用　　　　　　N的力来拉（g=10N/kg）．
二、选择题
6、如图所示，下列工具在使用中属于省力杠杆的是
A. ????B. ????C. ????D.
7、如图赛艇比赛的场景，赛艇的桨可看成一个杠杆．若把杠杆按省力杠杆、等臂杠杆和费力杠杆进行分类，赛艇的桨属于（　　）

A．省力杠杆 B．费力杠杆? C．等臂杠杆 D．无法确定
8、如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在标杆两边的钩码下再一个钩码（钩码的质量都相同），杠杆将（ ????）
A、还继续处于水平平衡??? ?? ??? B、右端上升，左端下降??
C、右端下降，左端上升??? ?? ??? D、无法确定杠杆的运动状态

9、踮脚是一项很好的有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（　　）
A．脚后跟是支点，是省力杠杆
B．脚后跟是支点，是费力杠杆
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
10、如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（　　）
A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
11、校工用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为了（　　）
A．增大阻力臂，省力 B．减小阻力臂，省力
C．增大动力臂，方便 D．减小动力臂，方便







一、填空题
1、?如图所示，轻质杠杆在中点处悬挂重物，在杠杆的最右端施加一个竖直向上的力F，杠杆保持平衡，保持力F方向不变，当将重物向右移动时，要使杠杆保持平衡，力F将_______；将杠杆顺时针方向缓慢转动，力F将_______（两空均填“变大”、“变小”、“不变”）

2、如图所示，将一根质量均匀的铁棒按4：3的比例折成直角后，一端用绞链固定在墙上，铁棒能绕O点转动，此棒重70N，若要保持此棒在如图所示位置平衡，则加在A端的最小力为　?? 　N。

如上右图所示，三角支架ABC固定在客厅墙上，已知AB长40cm, AC长30cm，一花瓶正好放置在AB中点处.A处螺钉的能承受的最大水平拉力为40N，为防止因A处螺钉松脱而支架绕C点倾翻，所放置花瓶的重力最大为?　?? 　N(支架重力不计).若花瓶的重力较大，放置时应尽量 　?? 　(选填“靠近”或“远离”)墙壁可确保安全。
4、如图，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则在A点施加最小动力F1为　　N．

二、作图题

1、如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来，B处挂一重物G，在杠杆上施加最小动力F，使杠杆在图示位置平衡，请你在图中画出这个力的示意图。



2、如图甲所示是街道两旁安装的太阳能路灯，忽略路灯及杆的形状、粗细，我们可以把其抽象为　 ___ 模型。其简化图如图乙所示，请在图乙中做出拉力F的力臂。


?








1、?甲、乙两位同学一起做探究杠杆平衡条件的实验，以杠杆中点为支点，如图、如图所示。

实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡，这样做的目的是为了消除杠杆自重对实验的影响和______；若杠杆右端低左端高，为使其在水平位置上静止，应将左端的平衡螺母向端调节______填“左”或“右”。
如图所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件，这种做法的不足是：______。
如图所示，乙同学设计了两种实验方案：第一种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为；第二种弹簧测力计倾斜拉，其读数为，第______填“一”或“二”种实验方案更方便。在同等条件下，两次弹簧测力计读数______填“”、“”或“”。
杠杆在生活中有很多应用。现欲使如图所示的静止跷跷板发生转动，小女孩乙可采取的做法是______。
2、“探究杠杆的平衡条件”实验

①如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆右的平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节；
②如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，其示数将____（选填“变大”、“变小”或“不变”）
③在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是_______（填序号）
A．使测量数据更准确
B．多次测量取平均值减小误差
C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性
3、探究杠杆的平衡条件。
(1)杠杆两端的螺母作用是_______________。
(2)小明用如图所示装置，进行实验并收集了下表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是____________。

(3)小明又图所示装置进行实验。请在图中画出拉力F的力臂，弹簧测力计的读数应是_______N。(一个钩码重0.5 N)

(4)如图所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡。她用刻度尺测出L1和L2，则2L1____ (选填“>”“<” 或“=”) 3L2。

【拓展】探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算。她用刻度尺测出L1和L2 (如图所示)，则游码的质量为____g。



参考答案及解析
夯实基础
一、填空题
1、??? (1). 振动??? (2). 空气??? (3). 费力
【解析】
【详解】声音由振动产生，所以鼓声是由于鼓面振动而发声的；
声音的传播需要介质，鼓声是通过空气传播到观众耳朵的；
运动员使用的船桨，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
2、费力?? F1L1=F2L2
3、900?? 费力
4、杠杆?? 费力
5、【考点】探究杠杆的平衡条件实验．
【分析】（1）根据杠杆的平衡条件可知，杠杆倾斜时，杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端，左、右两端的螺母（或一端的螺母）要向杠杆上翘的一端调节，使杠杆在水平位置平衡，这样避免了杠杆重力对杠杆平衡产生的影响，同时便于测量力臂．
（2）把钩码对杠杆的作用看成阻力，把在B端施加的力看成动力，知道力臂大小，根据杠杆平衡条件，求出在B端施加的力．
【解答】解：
（1）在实验中，发现杠杆左端偏低，可将左端的平衡螺母向内调节或将右端的平衡螺母向外调节．
（2）设杠杆每一个小格代表L，右边阻力臂L2=3L，F2=mg=50g×4×10﹣3kg×10N/kg=2N；左边动力臂L1=4L，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得：
2N×3L=F1×4L，
解得：
F1=1.5N．
故答案为：内；1.5．
选择题
6、C
【解析】A、筷子使用时，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，故A不符合题意；
B、钓鱼竿使用时，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，故B不符合题意；
C、钢丝钳翦断钢丝时，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，故C符合题意；
D、食品夹使用时，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，故D不符合题意；
故选C。
7、B．
8、C
9、C【考点】7T：杠杆的应用；7O：杠杆的分类．
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．
【解答】解：
如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．

故选C．
10、C 11、B





能力提高
1、??? (1). 变大??? (2). 不变
【解析】
【详解】（1）由题知，杠杆保持平衡，保持力F方向不变，则F的力臂L1不变（等于杠杆的长），当重物向右移动时，阻力G不变，阻力臂L2变大，根据杠杆平衡条件FL1=GL2可知，力F将变大；
（2）将杠杆顺时针方向缓慢转动，如图：

重物悬挂在杠杆的中点，水平平衡时，动力臂和阻力臂的关系：L1=2L2，
保持力F方向不变，由图根据相似三角形知识可知，动力臂和阻力臂的关系：L1′=2L2′，由杠杆平衡条件可知：，物重G不变，动力臂与阻力臂的比值不变，则动力，即力F将不变；
2、解：由图示杠杆可知，作用在A端的力，其最大力臂是OA，
铁棒按4：3的比例折成直角后，此时力与OA垂直，力F最小，如图所示；

OA===5，
已知此棒重70N，则OB部分和BA部分的重力分别为：
GOB=×70N=40N，
GBA=×70N=30N，
由杠杆平衡条件得：GOB×OB+GAB×OB=F×OA，
即：40N××4+30N×4=F×5，
解得F=40N。
故答案为：40。
3、60，靠近。?????
4、【考点】杠杆的平衡条件．
【分析】求撬动石块所用的最小力，就必须确定出最大动力臂和最小阻力臂．该杠杆可以有两个支点：D点和B点．
①D点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下，此时AD为动力臂，CD为阻力臂；
②B点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上，此时AC为动力臂，BC为阻力臂；
显然第②种情况更省力，结合杠杆的平衡条件可求出答案．
【解答】解：
①若以D点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下，此时AD为动力臂，CD为阻力臂，如图：

②若以B点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上，此时AB为动力臂，BC为阻力臂，如图：

由图知，AD＜AB，CD＞BC，所以②更省力；
如上图，以B为支点，动力臂AB=1.8m，阻力臂BC=BD﹣CD=0.6m﹣0.4m=0.2m，
由杠杆的平衡条件：F1×AB=F2×BC，得：
F1×1.8m=1800N×0.2m，
解得，F1=200N．
故答案为：200．
二、作图题
1、见解析所示
【解析】分析：根据杠杆平衡的条件，，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。因此先确定最长的力臂，即离支点最远的点；然后过动力作用点做垂直于杠杆的作用力即可。
解答：由图可知，OB大于OA，故根据杠杆平衡条件可知，最长的力臂为OB时，动力最小，过B点作垂直于OB的作用力F，要使杠杆平衡，其方向应该向上。如图所示：

【点睛】由杠杆的平衡条件，杠杆中最小作用力问题，可以转化为最大力臂问题，解题的关键是找出最长的力臂。
2、
综合训练
1、??? (1). 便于测量力臂??? (2). 左??? (3). 仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性??? (4). 一??? (5). ????(6). 向远离支点方向移动
【解析】（1）在探究杠杆平衡条件时，要调节杠杆在水平位置平衡，这样力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响；在调节杠杆平衡时，平衡螺母应向上翘的一端移动，若杠杆右端低左端高，则应将杠杆右端的平衡螺母向左端调节，才能使杠杆在水平位置平衡；
（2）仅凭一次实验的数据得出的结论具有偶然性，是不合理的，所以要多进行几次实验，实验结论才具有普遍性；
（3）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，所以，第一种实验方案更方便；由于第一种实验方案的动力臂要大于第二种方案的动力臂，根据杠杆的平衡条件知道，在阻力和阻力臂都相同的情况下，动力臂越大的越省力，所以两次弹簧测力计读数是F1 ＜F2；
（4）跷跷板是杠杆的应用，它是通过改变力的大小或者力臂的长度使杠杆发生转动的；要使图中翘翘板转动，小女孩乙可采取的做法是：男孩不动，向远离支点方向移动（或者女孩不动，男孩向靠近支点方向移动；或者女孩不动，男孩蹬地，减小男孩对跷跷板的压力等可以使翘翘板转动）
点睛：本题考查的是探究杠杆平衡条件的实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡的条件的应用，难度不大，属于常见题目。
2、??? (1). 左??? (2). 变大??? (3). C
【解析】分析：（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；
（2）弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大；
（3）通过实验总结实验结论时，一般要进行多次实验，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。
解答：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，应把杠杆右的平衡螺母向左端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，此时拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；
（3）通过实验总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实验，获取多组实验数据归纳出物理规律才具有普遍性，结论才正确；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获取多组实验数据归纳出物理规律。故选项C符合题意。
故答案为：(1). 左??? (2). 变大??? (3). C
3、??? (1). 调节杠杆在水平位置平衡??? (2). 动力×动力臂=阻力×阻力臂??? (3). ；　　　2N；??? (4). ＞??? (5).
【解析】分析：（1）当杠杆处于水平平衡时，作用在杠杆上的动力和阻力--钩码的重力--的方向恰好与杠杆垂直，这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出。
（2）将力与力臂的乘积算出后进行比较，分析数据的问题，从而得出结论。
（3）过杠杆的支点作出垂直于力作用线的垂线段，即为力F的力臂。当弹簧测力计在斜向上拉（与水平方向成30°角）动力臂是OC的一半，根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数；
（4）用杠杆平衡条件可对两侧的力的力臂的乘积进行分析，最后做出判断；
解答：（1）因为只有当杠杆处于水平平衡时，作用在杠杆上的动力和阻力--钩码的重力的方向恰好与杠杆垂直，这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出。调节杠杆的水平平衡是为了便于测量力臂。
（2）分析表中数据得出的结论是：动力×动力臂=阻力×阻力臂或者；
（3）过杠杆的支点作出垂直于力作用线的垂线段，即为力F的力臂，

当弹簧测力计在斜向上拉（与水平方向成30°角），阻力臂是4格，OC为6格，动力臂是阻OC的一半，根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数；当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，此时动力臂等于格；根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得。
（4）设一个硬币的重力G，根据杠杆的平衡条件得，可以得出，则2L1>3L2。以天平的刀口为杠杆的支点，天平的左盘和右盘的质量分别为m左和m右，游码的质量为m，当游码位于零刻度线时，由杠杆的平衡条件得；当游码位于最大值5克时，由杠杆的平衡条件得；由（2）-（1）得，由题意知 c=L2/2，b=L1/2，所以。
故答案为：(1). 调节杠杆在水平位置平衡??? (2). 动力×动力臂=阻力×阻力臂??? (3). ?；? 2N；?? (4). ＞??? (5).




图2

图3

图1






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