12探究杠杆平衡条件

1、实验十二探究杠杆平衡条件、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（）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）实验要求实验器材：带有

2、刻度的杠杆、诙架台、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f,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f】、阻力f2、动力臂h、阻力臂12的数值。3.改变力和力臂的人小，再做三次试验，将结果填入表中。实验 次数动力f（丫）动力臂11（米）动力x动力臂 f山（丫 米）阻力f2（牛）阻力臂12（米）阻力x阻力臂f212 （牛米）12344.对

3、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 h，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 次数动力fi（牛）动力臂h（米）动力x动力臂 f山（牛米）阻力f2（牛）阻力臂12（米）阻力x阻力臂 f2i2 （牛米）12对表格中的数据进行分析比鮫，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1

4、1 11 1h 1 1 1 ita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，在支点石方仅挂一个钩码作动力，就能使杠杆平衡, 此吋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z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。实验 次数拉力的方向 (角。的度数)测力计的示数(牛)10°230°345°460&#

5、176;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: 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人小。 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。 使用钩码时，动力和阻力必定位于支点的界侧，使用弹簧测力计既能够使动力和阻力 位于支点的异侧，也能

6、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，力愕和杠杆恰好重合，就能够直接在杠杆上读出力愕的大小。(2) 为什么支点在杠杆的屮间？实际情况下，杠杆的重力是不能忽略不计的，因此有町能会影响到杠杆的平衡。当支点 作用在杠杆中间，也就是重心位宜时，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。1、考情分析1. (2008年上海中考)在“研究杠杆平衡的条件”实验屮，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，应将右侧的钩码向移动（选填“左”或“右”），可使杠杆在水平位置平衡。【出题背

7、景】本题主要考察研究杠杆平衡条件的实验。在初屮物理中，处理物体受力平衡外，还有就 是杠杆平衡。利用支架上帯有刻度的杠杆可以研究使杠杆平衡的条件，为了消除杠杆口身所 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，耍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。2. （2010年上海中考）在“探究杠杆平衡的条件”实验屮，为便于宜接从杠杆上读出的数值，应使杠杆在

8、位置保持平衡。【出题背景】本题考杳对探究杠杆平衡条件实验的基本认识。【解题思路】在“探究杠杆平衡条件”实验中，必须使杠杆在水平位置平衡。这是因为只冇这样才能 便于在杠杆上直接读出力臂的数值。3. （2011年上海中考）在“探究杠杆的平衡的条件”实验中.为得出实验绪论，需多次改变杠杆受到的作用力、方向和作用点，使杠杆适中在位置保持平衡。【出题背景】本题考杳对探究杠杆平衡条件实验的基本操作过程【解题思路】在“探究杠杆平衡条件”实验屮，为能通过有效实验探索出具有一般意义的普遍规律, 必须要多次实验，即多次改变钩码的个数或在杠杆上的位置，使杠杆水平平衡。三、立即冲刺基础题1. （1）做“研究杠杆平衡的

9、条件”实验时，所用的器材冇带刻度的杠杆、铁架台、钩码、 线（弹簧夹）和等。实验而，首先把杠杆的中点支在支架上，调节，使杠杆在水平位置平衡。实验中需要测定的物理量、 、，实验的结论是0在图甲中，每一个钩码质量均相向, 杠杆已平衡，如在支点左侧的钩码下加挂一个相同的钩码,支点右侧的钩码一起向右移一格, 则这时杠杆平衡（选填“能”或“不能”）。（2）如图乙所示实验装置中，杠杆恰好平衡。图中钩码质量都相等，那么下列情况中能 使杠杆保持平衡的是（）a 各减少一只钩码b各向内移动一格c.各减少一半数量的钩码d.各向外移动一格（3）在图丙中，挂在b点的两只相同的祛码重力均为0.5牛。当弹簧秤在/点沿竖直向上

10、的q方向拉时，杠杆平衡。这时弹簧秤的示数f尸牛。若弹簧秤沿斜向上的b方向拉时杠杆仍然平衡，则弹簧秤的示数fbfa（选填“大于”、“小于”或“等于”）。屮a 士 i.2/b丙2. 根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求，完成下列各题：实验开始时，杠杆的位置如图所示。某同学欲通过调节杠杆左端的螺母，使杠杆在 位迸平衡，则调节时应使左端螺母向移动，其目的主要是为了o ®1±鬲祠is疵is祁示¥w ；则 应03. 在“探究杠杆平衡的条件”实验中，小明设计的实验报告（部分）如下，请完 成空格处的内容。实验名称 x x x x x x实验目的：探究杠杆平衡的条件。实验器材：杠杆（

11、带刻度）、支架、钩码若干和细线（或弹簧夹）等。实验步骤：1把杠杆支在支架上，调节杠杆两端,使杠杆在位置平衡。2. 用线系着钩码，分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的,使杠杆在原来的位置仍保持平衡。3. 记下动力戸、阻力吊、动力臂厶、阻力臂2的数值。4. 根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求，完成下列各题：实验开始吋，杠杆的位置如图所示。小李同学想耍通过调节杠杠右端的螺母，使 杠杆在水平位置平衡，则调节时应使右端的螺母向移动(选填“左”或“右”)。第4题图实验时，要使杠杆在水平位置保持平衡，其冃的主要是为了(3) 如果采用图(b)的方法实验，当弹簧测力计由图甲所示竖直地拉变成图乙所示倾斜地 拉，使杠杆在

12、水平位置静止时。 请在图(b)乙中画出拉力f的力臂厶 o 弹簧测力计的示数将(选填“变大”、“不变”或“变小”)。5. 如图19所示的弹簧测力计的测量范围为牛；所测物体的重力为牛。在探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆开始所处的状态如图20 (a)所示，实验前应向 调 节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。当挂上钩码后，杠杆所处的状态如图20 (b)所示，要 使杠杆在水平位置平衡则应将端的钩码向右移一格。(选填“左”或“右”)图19图20提咼题1. 在“研究杠杆平衡条件”实验中：(1) 实验前出现图中甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母向 调(选填“左”或“右”)（2）实验过程小出现图

13、乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向（选填“左”或“右”）移动格。（3）图乙屮杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆将o （选填“保持水平平衡”、“顺吋针转动”或“逆吋针转动”）2. 甲乙两个实验小组在探究“杠杆的平衡条件”时，分别得到下面两组数据和结论。甲组次数动力 （牛）动力臂（厘米）阻力 件）阻力臂 （厘米论动力十动力臂= 阻力+阻力臂乙组动力 件）动力臂 （厘米）阻力 （牛）阻力臂 （厘米）74214648345210动力x动力臂= 阻力x阻力臂组（选填“甲”或“乙”）同学的实验结论是错误的，其错误的原因3.

14、有一位同学用这个杠杆按照图中那样做探究“杠杆的平衡条件”的实验，调整左边 钩码的个数和悬挂位置，使杠杆水平平衡，读出测力计的示数戸，钩码重力f?,以及由支 点到这两个力的作用点的距离 如、0b.她将所得数据进行计算，发现0a和尸2。3两 者不相等，且oaf2 03（选填“ v ”、“ ”或“”）请帮助这位同学分析问题所柱，第4题图4. 如图所示，杆秤秤碇的质量为0千克，杆秤的质量忽略不计。若杆秤水平静止时,被测物和秤花到秤纽的距离分别为0.05米、0.2米，则被测物的质最为千克。若秤陀冇缺损时，则杆秤所示的质量值被测物的真实质量值（选填“小于”、“等于”或“大于”）。5. 在“研究杠杆平衡条件

15、”的实验中：所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、和质最相同的钩码若干。（2）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调,直到杠杆在水平位置平衡为止。（3）某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为尺=5牛，厶=20厘米，f2=2.5牛和厶2=40厘米。该同学根据这些数据能否得出探究结论？ 。（选填“能”或“不能”）理由是c6. 在“探究杠杆平衡的条件”实验屮，小红同学观察到杠杆静止在如图14所示位置，此时 杠杆处于状态（选填“平衡”或“不平衡”）。为了使杠杆在水平位置平衡，她应将平衡螺母向调节（选填“左”或“右”）。杠杆在水平位置平衡后，小红在杠杆

16、上分别施加动力、阻力，并使杠杆在水平位置重新平衡，同时将实验数据记录在下表中。小红分 析数据后得出结论：杠杆平衡的条件是动力x动力臂=阻力x阻力臂。请判断，小红分析数据得出结论的过程是的（选填“合理”或“不合理。图14动力动力臂阻力阻力骨（牛）（厘米）(1-)（厘米）21054拓展题1. 某同学研究杠杆的使川特点，他先川弹簧测力计直接提三个钩码。然后在杠杆上挂 三个相同的钩码，h保持位置不变，他三次用弹簧测力计提着杠杆使杠杆水平i挣止，研究过程如图所示,2请仔细观察图小的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。(a)（c）(<1)第1题图(1)(b)2. 小华研究可绕支点转动的硬棒在水平位

17、置平衡时，动力的大小与方向z间的关系。 实验过程如图所示，''动力的方向卅拉力虫与水平位置之间的夹角e表示（己知8>&2>&）。 请仔细观察图6中的操作和测量结果：（a）尺=2牛（1）小华认为图6（a）和实验现象与研究的目标不符，其原因是：（2）分析比较图6（a）和（c）和（d）屮动力幷的大小与动力方向之间的关系，可得到的初 步结论：当阻力的大小、方向、作用点都相同时，f1.3.某小组同学研究动力作用点和阻力作用点分别位于支点两侧的直杠杆的使用特点。 他们先川弹簧测力计缓慢提起钩码，如图（a）所示，再分别用已调平衡的直杠杆缓慢捉起相 同钩码，如图（b

18、）、（c）、（d）所示。谙仔细观察图的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。较图 可 得图 （a）第3题图与 （c） 两 比 较 图 （b） 与 （c） 与 （d） 三 图 可 得 :4.某小组探究杠杆平衡条件的实验中发现，当动力臂或阻力臂发 生变化时，使杠杆平衡的动力人小就要随之改变，他们为了知道 使杠杆平衡的动力人小与两个力臂人小之间的关系，他们在已调 水平平衡的杠杆左端悬挂等重的钩码如图18所示，将钩码对杠杆 的作用力定为阻力f2,在支点另一侧通过悬挂钩码施加动力f、, 调节动力臂厶及阻力臂人小使杠杆在水平位直平衡，并将实验图18数据记录在表一、表二屮。实验序号（1-）h（厘米）（1-）/（厘米）161041526106103610106表实验 序号f2（1-）/2（厘米）（1-）/i（丿里米）468412561261266201012表二（1）分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件，这是在研究动力的人小与当阻力和动力臂相同，动力的大小与阻力实验序号a'：（牛）a（厘米）（牛）/1（厘米）768512861281296201112表