1 小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
第1题图
（1）实验前杠杆位置如图甲所示，为使其在水平位置平衡，应将平衡螺母向
（2）给水平平衡的杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设左侧钩码对杠杆施加的力为动力$F_1$，右侧钩码对杠杆施加的力为阻力$F_2$，测出杠杆水平平衡时的动力臂$l_1$和阻力臂$l_2$；多次实验并把数据填入下表：
小明分析表格中的数据，初步得出杠杆的平衡条件为
（3）实验完成后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验，如图乙所示。杠杆调节平衡后，在$A$处悬挂3个钩码，每个钩码重$0.5\ \mathrm{N}$，如果在$B$处施加竖直向下的拉力，使杠杆在水平位置再次平衡，此时拉力的大小为
（4）图乙中，若左边的钩码个数和位置保持不变，弹簧测力计的作用点固定，将弹簧测力计逆时针旋转，当杠杆平衡时，弹簧测力计的示数与（3）中相比将
（5）小明利用图丙所示装置继续实验，轻质杠杆$OC$可绕$O$转动，$A$点悬挂一重物$M$，$B$点受到电子测力计竖直向上的拉力$F$，杠杆水平静止。保持$F$方向不变，改变$B$点位置，记录拉力$F$的力臂$l$及$F$的大小，画出$F$与$\dfrac{1}{l}$的关系图像如图丁①，则动力$F$和动力臂$l$的关系为
第1题图
（1）实验前杠杆位置如图甲所示，为使其在水平位置平衡，应将平衡螺母向
右
调节。（2）给水平平衡的杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设左侧钩码对杠杆施加的力为动力$F_1$，右侧钩码对杠杆施加的力为阻力$F_2$，测出杠杆水平平衡时的动力臂$l_1$和阻力臂$l_2$；多次实验并把数据填入下表：
小明分析表格中的数据，初步得出杠杆的平衡条件为
$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$
。（3）实验完成后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验，如图乙所示。杠杆调节平衡后，在$A$处悬挂3个钩码，每个钩码重$0.5\ \mathrm{N}$，如果在$B$处施加竖直向下的拉力，使杠杆在水平位置再次平衡，此时拉力的大小为
2
$\mathrm{N}$。（4）图乙中，若左边的钩码个数和位置保持不变，弹簧测力计的作用点固定，将弹簧测力计逆时针旋转，当杠杆平衡时，弹簧测力计的示数与（3）中相比将
变大
（变大/不变/变小），此时杠杆的平衡条件将仍成立
（不成立/仍成立）；只改变弹簧测力计与水平方向的夹角$θ$，仍使杠杆在水平方向平衡，能描述弹簧测力计示数$F$与$θ$关系的大致图像是C
。（5）小明利用图丙所示装置继续实验，轻质杠杆$OC$可绕$O$转动，$A$点悬挂一重物$M$，$B$点受到电子测力计竖直向上的拉力$F$，杠杆水平静止。保持$F$方向不变，改变$B$点位置，记录拉力$F$的力臂$l$及$F$的大小，画出$F$与$\dfrac{1}{l}$的关系图像如图丁①，则动力$F$和动力臂$l$的关系为
成反比
；将$M$从$A$移至$P$，再重复上述步骤，得到新的关系图像为图丁中的④
（①/②/③/④）。答案：1. (1) 右 (2) $F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$ (3) 2 (4) 变大 仍成立 C (5) 成反比 ④
解析：
【分析】
这是一道围绕探究杠杆平衡条件展开的全流程实验题，我们可以按小问逐一梳理思路：
1. 第一问：实验前调节杠杆平衡遵循“哪端上翘就向哪端调平衡螺母”的规则，先判断图甲杠杆右端上翘，直接得出调节方向。
2. 第二问：多次实验的目的是排除偶然性，总结普遍规律，对表格数据的乘积关系分析就能得到杠杆平衡的核心公式。
3. 第三问：直接套用杠杆平衡条件，先算出A点钩码总重力，数出对应力臂的格数，代入公式就能算出B点的拉力。
4. 第四问：斜拉弹簧测力计时，拉力的力臂会小于支点到作用点的距离，力臂变小、阻力和阻力臂不变的情况下，拉力必然变大；杠杆平衡条件是杠杆平衡时的普遍规律，只要杠杆平衡就一定成立；分析拉力随夹角θ的变化规律：θ为90°竖直拉时力臂最大、拉力最小，θ趋近0时拉力趋近无穷大，就能匹配对应图像。
5. 第五问：从F和1/l的过原点正比图像变形，就能推导F和l的关系；重物移动后阻力臂变大，对应F和1/l的图像斜率变化，就能选出对应图线。
【解析】
（1）实验前图甲中杠杆左端下沉、右端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向杠杆上翘的右侧调节。
（2）对多组实验数据计算乘积可得，动力与动力臂的乘积始终等于阻力与阻力臂的乘积，因此总结出杠杆平衡条件为$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$。
（3）设杠杆每小格长度为L，A点总阻力$F_A=3×0.5\mathrm{N}=1.5\mathrm{N}$，A点力臂$l_A=4L$，B点力臂$l_B=3L$，代入杠杆平衡条件$F_A l_A=F_B l_B$，得$1.5\mathrm{N}×4L=F_B×3L$，解得$F_B=2\mathrm{N}$。
（4）弹簧测力计逆时针旋转倾斜拉动时，拉力的力臂变小，左侧阻力和阻力臂均不变，根据杠杆平衡条件，拉力需要变大才能维持杠杆平衡；杠杆平衡条件是杠杆平衡时的普遍规律，因此此时杠杆的平衡条件仍成立；当改变弹簧测力计与水平方向的夹角θ时，θ=90°时拉力的力臂最大、拉力最小，θ减小拉力持续增大，θ趋近0时拉力趋近无穷大，符合该规律的图像为C。
（5）由图丁①可知F与1/l成正比，变形可得$F· l$为定值，因此动力F和动力臂l成反比；将重物M从A移到P，阻力不变、阻力臂变大，由$F· l=G· l_M$可得F与1/l的比例系数变大，对应F-1/l图像斜率大于原图像①，即对应图丁中的④。
【答案】
(1) 右 (2) $F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$ (3) 2 (4) 变大 仍成立 C (5) 成反比 ④
【知识点】
杠杆平衡调节，杠杆平衡条件，杠杆动态分析
【点评】
本题完整覆盖了杠杆平衡实验的操作、规律推导、拓展应用全考点，从基础的调平、公式计算，延伸到斜拉动动态分析、图像推导类的拔高题型，分层考察学生对知识点的理解深度，既巩固基础也锻炼学生的逻辑推导能力。
【难度系数】
0.6
这是一道围绕探究杠杆平衡条件展开的全流程实验题，我们可以按小问逐一梳理思路：
1. 第一问：实验前调节杠杆平衡遵循“哪端上翘就向哪端调平衡螺母”的规则，先判断图甲杠杆右端上翘，直接得出调节方向。
2. 第二问：多次实验的目的是排除偶然性，总结普遍规律，对表格数据的乘积关系分析就能得到杠杆平衡的核心公式。
3. 第三问：直接套用杠杆平衡条件，先算出A点钩码总重力，数出对应力臂的格数，代入公式就能算出B点的拉力。
4. 第四问：斜拉弹簧测力计时，拉力的力臂会小于支点到作用点的距离，力臂变小、阻力和阻力臂不变的情况下，拉力必然变大；杠杆平衡条件是杠杆平衡时的普遍规律，只要杠杆平衡就一定成立；分析拉力随夹角θ的变化规律：θ为90°竖直拉时力臂最大、拉力最小，θ趋近0时拉力趋近无穷大，就能匹配对应图像。
5. 第五问：从F和1/l的过原点正比图像变形，就能推导F和l的关系；重物移动后阻力臂变大，对应F和1/l的图像斜率变化，就能选出对应图线。
【解析】
（1）实验前图甲中杠杆左端下沉、右端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向杠杆上翘的右侧调节。
（2）对多组实验数据计算乘积可得，动力与动力臂的乘积始终等于阻力与阻力臂的乘积，因此总结出杠杆平衡条件为$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$。
（3）设杠杆每小格长度为L，A点总阻力$F_A=3×0.5\mathrm{N}=1.5\mathrm{N}$，A点力臂$l_A=4L$，B点力臂$l_B=3L$，代入杠杆平衡条件$F_A l_A=F_B l_B$，得$1.5\mathrm{N}×4L=F_B×3L$，解得$F_B=2\mathrm{N}$。
（4）弹簧测力计逆时针旋转倾斜拉动时，拉力的力臂变小，左侧阻力和阻力臂均不变，根据杠杆平衡条件，拉力需要变大才能维持杠杆平衡；杠杆平衡条件是杠杆平衡时的普遍规律，因此此时杠杆的平衡条件仍成立；当改变弹簧测力计与水平方向的夹角θ时，θ=90°时拉力的力臂最大、拉力最小，θ减小拉力持续增大，θ趋近0时拉力趋近无穷大，符合该规律的图像为C。
（5）由图丁①可知F与1/l成正比，变形可得$F· l$为定值，因此动力F和动力臂l成反比；将重物M从A移到P，阻力不变、阻力臂变大，由$F· l=G· l_M$可得F与1/l的比例系数变大，对应F-1/l图像斜率大于原图像①，即对应图丁中的④。
【答案】
(1) 右 (2) $F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$ (3) 2 (4) 变大 仍成立 C (5) 成反比 ④
【知识点】
杠杆平衡调节，杠杆平衡条件，杠杆动态分析
【点评】
本题完整覆盖了杠杆平衡实验的操作、规律推导、拓展应用全考点，从基础的调平、公式计算，延伸到斜拉动动态分析、图像推导类的拔高题型，分层考察学生对知识点的理解深度，既巩固基础也锻炼学生的逻辑推导能力。
【难度系数】
0.6