第3章能量的转化与守恒
3.4-4简单机械——实验：研究杠杆的平衡
目录
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【基础巩固练】3
【发散思维练】5
【核心素养练】5
【中考提分练】7
1.探究杠杆平衡条件
（1）杠杆平衡：指杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态。
（2）实验中使杠杆在水平位置平衡的目的：排除杠杆自重的影响，便于测出力臂的值。
（3）调节杠杆水平平衡时可调节杠杆两端的平衡螺母。
（4）实验拓展：实验时，若只用钩码，则钩码应挂在杠杆两端；若只在杠杆一端挂钩
码，则可以在同一端用弹簧测力计向上拉，且方向为竖直向上。
2.杠杆平衡条件
杠杆平衡时有：动力×动力臂阻力×阻力臂。
（1）表达式：若用F表示动力，F表示阻力，l表示动力臂，l表示阻力臂。则有：
1212
Fl
FlFl或12
1122
Fl
21
lF
（2）探究21时注意的问题：
lF
12
①实验前要先调节杠杆两端平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
②在实验时不能移动平衡螺母。
③在加减或移动钩码时，要使杠杆在水平位置平衡。
④实验不能只凭一组数据得到结论，必须在多次实验的基础上通过分析才能得出结论。
作杠杆最小动力的方法
使用杠杆的目的之一是省力，我们要学会在杠杆中寻找最小动力，或在杠杆示意图中作
出最小动力。作图思路如下：
(1)确定支点，找出最长的动力臂。因为在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长就越省力。
(2)按“顺反原理”选好动力方向。也就是按动力使杠杆转动的效果与阻力使杠杆转动的
效果相反的原理确定动力的方向。
(3)依据确定的动力方向画出动力示意图。
【注意】作最小动力的关键是寻找最长动力臂。最长动力臂的找法如下：
①如果动力作用点已经给出，那么，支点到动力作用点的连线作力臂，此力臂为最长。
②如果动力作用点没有确定，那么，就要依据杠杆的几何特征找出最长动力臂，确定动
力作用点。如圆形用直径作动力臂，立方体和长方体用对角线作动力臂。
如图甲所示，请在A点画出能使杠杆OA在图示位置保持平衡的最小拉力的示意图。
以支点O到作用点A之间的距离OA作为动力臂时即为最大动力臂l，根据杠杆平衡条
件FlFl，这时用力最小，动力F的方向与动力臂垂直斜向上，如图乙。
1122
【常考】能够设计实验探究杠杆的平衡条件，并能用杠杆的平衡条件解决一些简单的实
际问题。
【例】某同学做探究杠杆平衡条件的实验。
(1)实验时，为了方便对力臂的测量，该同学先调节平衡螺母，使杠杆在位
置平衡。通过多次实验，该同学得到了杠杆的平衡条件。
(2)实验中，在杠杆上的A点挂四个重均为0.5N的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上
拉杠杆上的B.点，使杠杆水平平衡，如图所示，弹簧测力计的示数是N；如
果将弹簧测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将
(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【基础巩固练】
1.（2020常州期中）如图所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持平
衡的是（）
A.将左右两边的钩码均向外移动一格
B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变
C.将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变
D.将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格
2.如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，
杠杆会（）
A.左