中考物理实验专题实验十五 探究杠杆平衡条件的实验

实验十五 探究杠杆平衡条件的实验

【探究目的】：         

　　杠杆的平衡条件       

【实验器材】：

　　杠杆、钩码盒一套、弹簧测力计、 细线、   刻度尺；

【探究假设】：

　　杠杆的平衡可能与“动力和力臂的乘积”、“阻力和阻力臂的乘积”有关。

【实验步骤】：

①调节杠杆两端的  平衡螺母      ，使横梁平衡。

②在杠杆的左右两端分别用细线依次悬挂个数不同钩码【每一个钩50g=0.05kg，重为：G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N】，（假设左端砝码的重力产生的拉力为阻力F2，右端钩码的重力产生的拉力为动力F1，）先固定F1大小和动力臂l1的大小，再选择适当的阻力F2，然后移动阻力作用点，改变阻力臂l 2大小，直至杠杆平衡，分别记录下此时动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l 2的数值，并将实验数据记录在表格中。

③固定F1大小和动力臂l1的大小，改变阻力F2的大小，在移动阻力作用点，改变阻力臂l 2大小，直至杠杆平衡，记录下此时的阻力F2和阻力臂l 2的数值，并填入到实验记录表格中。

④改变动力F1的大小，保持动力臂l1的大小以及阻力F2大小不变，再改变阻力F2作用点，直至杠杆重新平衡，记录下此时动力F1大小和阻力臂l 2的大小，并填入到实验数据记录表。

⑤整理实验器材。

【数据记录】：实验数据记录表如下：

【实验结论】：根据实验记录数据，探究结论是：  动力×动力臂=阻力×阻力臂  公式表示： F1L1=F2L2         

思考：在上述探究实验中，为什么每次都要使杠杆在水平位置保持平衡？

答：可以方便用刻度尺来直接测出实验中杠杆的力臂大小

【考点方向】：

1、实验前杠杆的调节：左高右调，右高左调。平衡后实验过程中不能在调节平衡螺母。

2、将杠杆调成水平平衡的目的是：便于测量力臂

3、选择杠杆终点作为支点的好处：消除杠杆自身重力对实验的影响。

4、将砝码换成测力计的好处是：能直接测出拉力的大小，实验操作方便。

5、将砝码换成测力计的缺点是：测力计本身有重量，对实验有一定的影响，使弹簧测力计的示数变大。

6、如上图，乙图和丙图中，弹簧测力计的示数作怎样变化：由大变小，原因是力臂由小变大。

7、你认为哪个图更合理？答：丁图，实验不受弹簧测力计的重力的影响。

8、使用弹簧测力计代替钩码最终目的是：更能正确认识力臂。

9、多次实验的目的是：避免实验的偶然性，是结论具有普遍规律。

【经典例题】：

【母题】：小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件．

(1)若实验前杠杆静止如图甲所示，此时杠杆处于          （选填“平衡状态”或“不平衡状态”），可将杠杆两端的平衡螺母向________(填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡．目的是                  .

(2)在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是________________．

(3)在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中．

小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是： ____________________________。

(4)杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆在水平位置重新平衡，应在B点挂     个钩码．如果将B处的钩码换成弹簧测力计，那么手对弹簧测力计的拉力        （选填“大于”“等于”“小于”）六个钩码的重力。

(5)当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O靠近移一格，杠杆____________(填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”)．

(6)如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将________(填“变大”“变小”或“不变”)，原因是          。

(7)小明实验时改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是________．

【答案】

（1）平衡状态；右；消除杠杆自身重力对实验的影响，水平位置便于直接读出力臂。

（2）便于测量力臂；

（3）F1L1=F2L2；

（4）6；小于；

（5）左侧下降；

（6）变大；根据平衡条件，动力臂变小。

（7）避免实验的偶然性，使结论更具普遍性。