杠杆是在力的作用下繞固定點轉動的硬棒，在這個硬棒上有支點、動力和阻力，還有動力臂、阻力臂。

在日常生活中發現，有些杠杆在轉動，有些杠杆在靜止；有些杠杆支點在中間，還有些杠杆支點在一端，隻要留意觀察生活，會發現形形色色的杠杆就在身邊。如跷跷闆、信号燈架等。

跷跷闆 信号燈杆

從上邊例子看出，杠杆在動力、阻力作用下處于靜止或勻速轉動狀态，在物理學中稱之為杠杆平衡。

【舉手提問】

1. 什麼是杠杆平衡？
2. 影響杠杆平衡的因素有哪些？
3. 杠杆平衡的條件是什麼？

【新課學習】

[想想議議]

在2019央視主持人大賽中有一道考題是動畫片中的一個場景，想想看：為什麼說槍響之後沒有赢家？

一、杠杆平衡

1.杠杆平衡的定義

在物理學中把杠杆在動力、阻力作用下靜止或勻速轉動被稱之為杠杆平衡。

靜态平衡 靜态不平衡

動态平衡 動态不平衡

2.杠杆平衡的例子很多，在實驗室我們主要探究在靜止狀态下的杠杆平衡。

例如：

水平位置平衡 傾斜位置平衡

二、影響杠杆平衡的因素

[觀察與實驗]

1.改變平衡杠杆一側鈎碼的個數，會發現杠杆不再平衡。

2.改變平衡杠杆一側鈎碼的懸挂位置，會發現杠杆不在平衡。

3..推動平衡杠杆一側鈎碼的懸線，改變作用力的方向，會發現杠杆不在平衡。

4.改變平衡杠杆支點位置（支點在杠杆一端），再改變力的方向才能使杠杆重新平衡。

通過以上操作可以看到，力的大小、方向、作用點及支點的位置都會影響杠杆的平衡，而支點、力的方向、力的作用點的變化均可通過力臂得以反映。

實驗表明：

影響杠杆平衡的因素是杠杆的力和力臂。

那麼，杠杆平衡時，動力、阻力、動力臂、阻力臂之間有怎樣的關系呢？

三、杠杆平衡的條件

[觀察與實驗]

探究杠杆平衡條件時，需要測出動力、阻力、動力臂和阻力臂。

動力和阻力用彈簧測力計測出，力臂可以用刻度尺測出，但實驗中若杠杆不在水平位置平衡，用刻度尺很難測出動力臂和阻力臂的大小。

實驗前要使杠杆在水平位置平衡，力臂長就等于杠杆長，這樣做就便于測量力臂了。

如圖，水平位置平衡的杠杆

實驗圖 力臂示意圖

由于實驗室所用杠杆标有刻度，實驗過程中力臂無需用刻度尺測量，直接讀出從支點 到鈎碼懸挂點的距離即可讀出動力臂和阻力臂。

[實驗反思]

1.實驗中調節杠杆兩端螺母，使杠杆在不挂鈎碼時在水平位置平衡，這樣做的好處是

（1）便于測量動力臂和阻力臂；

（2）消除杠杆自身重力對實驗的影響。

2.為了避免實驗結論出現偶然性，獲得普遍規律，實驗至少做3-5次。

3.當杠杆支點在一端時，拉動杠杆的彈簧測力計示數出現變化，是由于拉力跟杠杆沒有垂直造成。

4.在懸挂鈎碼或改變力臂的操作過程中，不要調節杠杆兩端螺母使杠杆平衡。

【中考真題訓練】

（2019 聊城)（5分）

1.下面是小聰利用刻度均勻的勻質杠杆進行探究“杠杆平衡條件”的實驗.

（1）實驗前為方便測量力臂，應将杠杆調節到 位置平衡，将杠杆的中點置于支架上，當杠杆靜止時，發現杠杆左端下沉，這時應将平衡螺母 （選填“左”或“右”）端調節.

（2）調節平衡後，在杠杆B點處挂6個鈎碼，如圖甲所示，則在A點處應挂 個同樣的鈎碼，杠杆仍然在水平位置平衡.

（3）圖乙是小聰利用彈簧測力計做的某次實驗情景，已知杠杆每格長5cm，鈎碼每個0.5N.請将彈簧測力計的示數填入下表.

上述實驗數據不符合杠杆平衡條件，出現問題的原因是 .

2.（2019 蘇州）（5分）

利用杠杆開展相關實驗探究：

（1）安裝好杠杆，将其放到水平位置後松手，發現杠杆沿順時針方向轉動，如圖甲所示.則應将平衡螺母向 （選填“左”或“右”）調節，直到杠杆在水平位置平衡；

（2）如圖乙所示，在A點挂3個重力均為0.5N的鈎碼，在B點用彈簧測力計豎直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，彈簧測力計的示數為 N;

若在第（1）小題所描述的情形中未調節平衡螺母而直接開展上述實驗，彈簧測力計的示數會 （選填“偏大”“偏小”或“不變”）；

（3）始終豎直向下拉彈簧測力計，使杠杆從水平位置緩慢轉過一定角度，如圖丙所示.此過程中，彈簧測力計拉力的力臂 （選填“變大”“變小”或“不變”，下同）,拉力的大小 .

3.(2019威海)（6分）

小明利用杠杆做了以下實驗，實驗時使用的每個鈎碼的質量均相等，杠杆上相鄰刻線間的距離相等，請回答下列題：

（1）如圖甲所示，将杠杆中點置于支架上，當杠杆靜止時，發現杠杆的左端下沉，若想使杠杆在水平位置平衡，應将杠杆的平衡螺母向 調節.

杠杆在水平位置平衡後，在A點懸挂2個鈎碼，要使杠杆在水平位置再次平衡，需在B點懸挂 個鈎碼；之後在A、B兩點再各增加1個鈎碼,杠杆将 （選填“不動”“順時針轉”或“逆時針旋轉”）.

（2）如圖乙所示，小明在A、C兩點分别懸挂等重的載物盤，制作了一個天平，左盤盛放物體，右盤加減砝碼.此天平是利用了哪一類杠杆制作而成的？ .

（3）小明正确使用自制天平稱量物體質量時：

①假如支點0因某種原因向右偏移，則測量值 真實值（選填“大

于”“等于”或“小于”）；

②假如砝碼因生鏽等原因質量增大，則測量值 真實值（選填“大

于”“等于”或“小于”）.

4.（2018臨沂）

圖甲所示的杠杆是水平平衡的.如果在支點兩側的物體下方分别加挂一個等重的物體，如圖乙所示，則杠杆（ ）

A.右端下沉

B.左端下沉

C.要保持平衡應将左端的物體向右移動

D.要保持平衡應在右端再加挂一個物體

參考答案：

1.（1） 水平 右 （2）4

（3）3.8 彈簧測力計沒有垂直向下拉（或動力臂不等于0,15m）

2. (1)左 （2）2.0 偏小 （3）變小 不變

第（3）小題提示圖

3.（1）右 4 逆時針旋轉

（2）等臂杠杆 （3）①大于 ②小于

4. A

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