12探究杠杆平衡条件

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1、实验十二　探究杠杆平衡条件一、实验介绍考纲要求：学会探究杠杆平衡的条件。先猜想杠杆要处于平衡状态需具备什么条件，然后利用钩码或弹簧测力计使杠杆在两个力的作用下处于水平位置平衡，并多次改变作用力的大小和方向，学会记录数据，能对实验数据进行分析、比较，最后归纳得出结论。实验目的：探究杠杆平衡的条件实验器材：带有刻度的杠杆、铁架台、弹簧测力计、钩码、线（一）设计方案1.各小组利用弹簧测力计或钩码使杠杆按右图所示平衡。2.各小组交流做法。3.讨论：要使杠杆平衡，用力的方向有什么规律？4.试根据上述活动（或玩跷跷板的经验）猜想并交流：决定杠杆平衡条件的因素可能有哪些？（二）实

2、验要求实验器材：带有刻度的杠杆、铁架台、测力计、钩码、线实验步骤：1.把杠杆的中点支在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置上平衡（如图）。2.用线系着钩码，分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的个数或在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡。把支点右侧的钩码作用在杠杆上的力（数值上等于钩码所受重力）当作动力F1，把支点左侧的钩码作用在杠杆上的力作为阻力F2。记下动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2的数值。3.改变力和力臂的大小，再做三次试验，将结果填入表中。实验次数动力F1（牛）动力臂l1（米）动力×动力臂F1l1（牛·米）阻力F2（牛）阻力臂l2（米）

3、阻力×阻力臂F2l2（牛·米）12344.对表格中的数据分析比较，得出结论：5.把钩码系着挂在杠杆上，在同侧用弹簧测力计竖直向上拉着杠杆（如右图），改变钩码个数或测力计拉杠杆的位置，使杠杆在水平位置上仍保持平衡。把弹簧测力计挂钩对杠杆的拉力当作动力F1，钩码作用在杠杆上的力当作阻力F2，改变力和力臂的大小再做一次实验，两次实验数据均记录到下表。实验动力×动力臂阻力×阻力臂次数动力F1（牛）动力臂l1（米）F1l1（牛·米）阻力F2（牛）阻力臂l2（米）F2l2（牛·米）12对表格中的数据进行分析比较，得到初步结论：6.总结上述实验初步得出杠杆平衡条件：（三）进一步探

4、究1.探究省力杠杆的特点？实验器材：带有刻度的杠杆、铁架台、钩码实验步骤：(1)如图所示，将杠杆装在支架的适当位置上，并使杠杆在水平位置平衡。(2)在支点左方挂两个钩码作阻力，在支点右方仅挂一个钩码作动力，就能使杠杆平衡，此时阻力臂是两个单位距离，动力臂是四个单位距离，它们的长度之比为1：2，阻力与动力之比为2∶1，这样的杠杆可以省一半的力。(3)改变挂在杠杆上的钩码个数及位置，重复实验。分析与讨论：动力臂越长，阻力臂越短，就越省力。2.探究当弹簧测力计不在竖直向上方向拉杠杆时测力计示数的变化。θ实验器材：带有刻度的杠杆、铁架台、钩码、弹簧测力计实验步骤：(1)如图

5、所示，保持钩码的个数及其在杠杆上的位置不变，沿不同方向拉弹簧测力计，使杠杆仍处于平衡，观察测力计的示数，并将数据记录在下表中实验次数拉力的方向（角θ的度数）测力计的示数（牛）10°230°345°460°物理思想：(1)实验需要进行多次测量得到普遍规律。(2)使用弹簧测力计的优点：①由于钩码的重力为0.5牛，因此使用钩码只能够得到0.5牛的整数倍的力，而使用弹簧测力计就可以得到测量范围内任何力的大小。②使用钩码只能够得到竖直向下的力，方向是不能改变的，而使用弹簧测力计可以改变用力方向。③使用钩码时，动力和阻力必定位于支点的异侧，使用弹簧测力计既能够使动力和阻力位于支

6、点的异侧，也能使动力和阻力位于支点的同侧。问题思考：(1)为什么要使杠杆在水平位置平衡？当杠杆水平位置平衡时，力臂和杠杆恰好重合，就能够直接在杠杆上读出力臂的大小。(2)为什么支点在杠杆的中间？实际情况下，杠杆的重力是不能忽略不计的，因此有可能会影响到杠杆的平衡。当支点作用在杠杆中间，也就是重心位置时，杠杆的重力所在的直线恰好经过支点，因此不会对杠杆的转动效果起到影响。二、考情分析1．(2008年上海中考)在“研究杠杆平衡的条件”实验中，先把杠杆支在支架上，通过调节____________，使杠杆在水平位置平衡。当左侧钩码处于如图所示A位置时，应将右侧的钩码向___

7、_____移动(选填“左”或“右”)，可使杠杆在水平位置平衡。第1题图【出题背景】本题主要考察研究杠杆平衡条件的实验。在初中物理中，处理物体受力平衡外，还有就是杠杆平衡。利用支架上带有刻度的杠杆可以研究使杠杆平衡的条件，为了消除杠杆自身所受重力对实验的影响，并能在杠杆上直接读出力臂的值，在杠杆中总是使杠杆在水平位置平衡。【解题思路】在实验过程中，要使杠杆两次在水平位置保持平衡：第一次是调节平衡螺母；第二次是改变钩码的个数或移动钩码在杠杆上的位置。平衡螺母的调节方向和钩码移动的方向总是向杠杆翘起的一端调节，要改变钩码的个数，也应减去下沉端的钩码或增加翘起端的钩码。