1（2025宿迁沭阳模拟）用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中使杠杆保持水平平衡的目的是，弹簧测力计处于竖直方向，发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为完成实验，应该（填序号）。

A.钩码的数量适当增加
B.钩码的位置适当左移
C.弹簧测力计转到图中虚线位置
D.弹簧测力计位置适当向左平移

1. 便于测量力臂；D

【分析】
本题围绕杠杆平衡条件的实验展开，需明确杠杆水平平衡的作用，再结合杠杆平衡条件分析弹簧测力计超量程的解决方法。首先，杠杆在水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，便于测量力臂；当弹簧测力计示数超量程，说明拉力过大，根据杠杆平衡条件，需通过调整力的大小或力臂来减小拉力，逐一分析选项即可。
【解析】
1. 使杠杆保持水平平衡的目的：杠杆在水平位置时，支点到力的作用线的距离（力臂）与杠杆重合，无需额外计算，便于直接测量力臂，因此第一个空填“便于测量力臂”。
2. 弹簧测力计示数超量程，需减小拉力。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，阻力$F_2$和阻力臂$L_2$不变时，增大动力臂$L_1$可减小动力$F_1$。分析选项：
A. 增加钩码，阻力$F_2$增大，拉力会更大，不符合要求；
B. 钩码左移，阻力臂$L_2$增大，拉力会更大，不符合要求；
C. 弹簧测力计转虚线方向，动力臂减小，拉力会更大，不符合要求；
D. 弹簧测力计左移，动力臂$L_1$增大，拉力减小，符合要求，故选D。
【答案】
便于测量力臂；D
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂的测量
【点评】
本题是杠杆实验的基础题型，考查对杠杆平衡条件的理解及实验操作的分析，需明确力臂变化对拉力的影响，难度适中。
【难度系数】
0.6

2 我们使用开瓶器开汽水瓶时(如图甲所示),可以简化成如图乙这样的杠杆,O为支点.若动力$F_1$和阻力$F_2$都与杠杆垂直,且$AO:BO=3:1$,$F_2=60\ \mathrm{N}$,则$F_1=\_\_\_\_\_\_\mathrm{N}$.

2. 20

【分析】本题考查杠杆平衡条件的应用，解题思路是：先确定杠杆的支点、动力臂和阻力臂，再利用杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂），结合已知的力臂比值和阻力大小，计算出动力的大小。
【解析】根据杠杆平衡条件：$ F_1 L_1 = F_2 L_2 $，其中动力臂$ L_1 = AO $，阻力臂$ L_2 = BO $。已知$ AO:BO = 3:1 $，即$ \frac{BO}{AO} = \frac{1}{3} $，阻力$ F_2 = 60\ \mathrm{N} $。将公式变形为$ F_1 = \frac{F_2 × BO}{AO} $，代入数值计算：$ F_1 = 60\ \mathrm{N} × \frac{1}{3} = 20\ \mathrm{N} $。
【答案】20
【知识点】杠杆平衡条件
【点评】本题是杠杆平衡条件的基础应用，难度较低，关键在于正确识别动力臂和阻力臂，代入公式计算即可，适合学生巩固基础知识点。
【难度系数】0.7

3 如图所示的杠杆用细线悬挂起来，在A、B两端分别挂上质量相同的重物$m_1$、$m_2$时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，不计杠杆重力，则AO与OB的关系为 （）

A.$AO＞OB$
B.$AO=OB$
C.$AO＜OB$
D.无法判断

3. C

【分析】
要解决这道题，需利用杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（$F_1L_1=F_2L_2$）。关键是明确力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而非杠杆本身的长度。本题中A、B两端重物质量相同，故两端拉力相等，需通过力臂的关系判断AO与OB的大小。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，步骤如下：
1. 确定两端拉力：A端拉力$F_1=m_1g$，B端拉力$F_2=m_2g$，由题意$m_1=m_2$，因此$F_1=F_2$；
2. 计算A端力臂：AO水平，A端重力竖直向下，支点O到A端重力作用线的垂直距离等于AO的长度，即$L_1=AO$；
3. 计算B端力臂：OB为倾斜杠杆，B端重力竖直向下，支点O到B端重力作用线（竖直方向）的垂直距离是直角边，而OB是斜边，因此该力臂$L_2 ＜ OB$；
4. 推导AO与OB的关系：杠杆平衡时$F_1L_1=F_2L_2$，因$F_1=F_2$，故$L_1=L_2$，即$AO=L_2 ＜ OB$，因此$AO ＜ OB$。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件，力臂的概念
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的基础应用，核心是正确理解力臂的定义，避免将杠杆长度误当作力臂，是杠杆知识点的典型易错题。
【难度系数】
0.5

4 杆秤在我国有几千年的历史，如今中药房仍有使用. 如图所示，已测得刺五加药材质量是120 g，其中AB=5OA，若不计杆秤自重，求秤砣的质量.

以O为支点，秤砣的重力对杆秤的作用力可为动力，OB为动力臂，药材的重力对杠杆的作用力为阻力，OA为阻力臂，由杠杆的平衡条件
$F_1L_1=F_2L_2$，
得$m_{砣} g · OB=m_{药} g · OA$，
$m_{砣} g×4OA=120\ \mathrm{g}×g×OA$，
解得$m_{砣}=30\ \mathrm{g}.$

【分析】本题考查杠杆平衡条件的应用，首先确定杆秤的支点为O点，明确动力是秤砣的重力，对应动力臂为OB；阻力是药材的重力，对应阻力臂为OA。根据已知条件AB=5OA，可推导得出OB=4OA，再利用杠杆平衡条件结合重力与质量的关系，约去g后即可计算秤砣的质量。
【解析】以O为支点，根据杠杆平衡条件：$ F_1L_1 = F_2L_2 $。
其中，动力$ F_1 = G_{砣} = m_{砣}g $，动力臂$ L_1 = OB $；
阻力$ F_2 = G_{药} = m_{药}g $，阻力臂$ L_2 = OA $。
已知AB=5OA，由杆秤的结构可知AB=OB+OA，因此OB=AB-OA=5OA-OA=4OA。
将上述关系代入杠杆平衡条件公式：
$ m_{砣}g · OB = m_{药}g · OA $，
约去g，代入OB=4OA、$ m_{药}=120g $：
$ m_{砣} × 4OA = 120g × OA $，
两边约去OA，解得：$ m_{砣} = \frac{120g}{4} = 30g $。
【答案】30g
【知识点】杠杆平衡条件、重力与质量的关系
【点评】本题是杠杆平衡条件在生活中的实际应用，属于基础题型，关键是正确确定支点、动力臂和阻力臂，利用杠杆平衡条件即可求解，难度较低。
【难度系数】0.7