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1、學必求其心得,業(yè)必貴于專精
實驗十八探究杠桿平衡的條件
◎核心考點:
【設計與進行實驗】
1.實驗器材:杠桿、鉤碼若干、鐵架臺、刻度尺; 2.實驗步驟:
①把杠桿支在支架上,調節(jié)平衡螺母,使杠桿
在水平方向
平衡;
②把三個鉤碼掛在杠桿兩側(左邊 2 個,右邊 1 個),移動鉤碼的位 置,使杠桿仍在水平方向平衡(下圖)。把支點左方的鉤碼對杠 桿的作用力(等于鉤碼受的重力)當作阻力,把支點右方的鉤碼 對杠桿的作用力當作動力,將動力 F ,動力臂 L ,阻力 F ,阻力
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臂 L 的數(shù)值填入表中。
2
③在左方鉤碼下再增
2、加 2 個鉤碼,位置不變,移動右方鉤碼位置 , 使杠桿重新在水平方向平衡,將實驗數(shù)據(jù)也填入表中。
④在杠桿兩側掛上個數(shù)相同的鉤碼,移動鉤碼位置,使杠桿在水平 位置平衡,將測得的力和力臂記在表中.
⑤如下右圖所示,把鉤碼掛在杠桿一側,用彈簧測力計在同側豎直 向上拉住杠桿,使杠桿在水平位置平衡,把鉤碼拉杠桿的力當作阻 力,把彈簧測力計拉力當作動力,將力和力臂的數(shù)據(jù)填入表中.
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(N·cm)
學必求其心得,業(yè)必貴于專精 實驗記錄
實驗
動力
動力臂
動力×動
阻力 阻力臂
阻力×阻
力臂
次數(shù) (N) (c
3、m) (N) (cm)
力臂
(N·cm)
1
2
3
1
2
2
8
8
12
2
1
3
4
16
8
【分析和論證】由表格可知:動力與動力臂的乘積等于阻力與阻力 臂的乘積。
【實驗結論】
杠桿平衡條件:動力×動力臂 = 阻力×阻力臂,用公式表示為 F ′l =F ′l
1 1 2 2
【交流與評估】
(1)實驗前調整杠桿在水平位置平衡(第一次):
①平衡螺母調節(jié)原則:左偏右調,右偏左調;
②在水平位置平衡的目的:方便測量力臂;
4、③讓杠桿的重心在支點上的目的:重力的力臂為 0,消除杠桿 的重力對實驗的影響.
(2)實驗時讓杠桿在水平位置平衡 (第二次)的目的:方便讀出力 臂大小。
(2)實驗應多次測量:改變鉤碼的質量和鉤碼的位置,使結論具有普遍 性;
(3)將一端鉤碼換成彈簧測力計的相關分析;
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學必求其心得,業(yè)必貴于專精
①好處:能直接讀出拉力的大小,實驗操作更方便;
②拉動方向:豎直向下拉動(與鉤碼同側時豎直向上拉動); ③彈簧測力計從豎直拉變?yōu)閮A斜拉 , 拉力力臂變小 , 測力計示數(shù)
變大;
(4)杠桿處于平衡狀態(tài)的判斷:靜止或勻速轉動狀態(tài)。
(5
5、 )在杠桿支點處用彈簧測力計施加一個垂直杠桿向上的力是否 會影響杠桿的平衡:不影響,這個力的力臂為 0。
(6)彈簧測力計斜拉和豎直拉方案的評估。
(7)杠桿平衡條件在生活中的應用。
(8 )實驗中,為了方便測量力臂,所以力臂和力都是垂直關系, 容易誤導得出杠桿的平衡條件是:動力×動力作用點到支點 距離=阻力×阻力作用點到支點距離。因此應該改變力的方向 進行實驗。
◎針對訓練
在探究“杠桿平衡的條件”實驗中,所用的實驗器材有:杠桿(每 小格均等長)、鐵架臺、刻度尺、細線和若干個重為 1 N 的鉤碼。
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學必求其心得,業(yè)必貴于專精
(
6、1)為了便于測量力臂要將如圖甲所示杠桿調節(jié)在水平位置平衡, 應將平衡螺母適當往(選填“左”或“右")調。
(2)杠桿調節(jié)好后,進行了三次實驗,實驗情景如圖乙、丙、丁所 示,以兩邊鉤碼的重力分別為動力 F 和阻力 F ,對應的力臂為
1 2
L 和 L ,由此可得杠桿的平衡條件為:.實驗中進行多次實驗 1 2
的目的是(選填“A”或“B”)。
A.取平均值減少誤差 B。使實驗結論具有普遍性
(3)將如圖丁所示杠桿兩邊的鉤碼各撤掉 1 個,則杠桿 ____________(選填“保持平衡"、“左端下沉"或“右端下沉 ")。
(4)如圖戊所示,用細繩豎直向上拉,使杠桿在
7、水平位置平衡,則 拉力 F 為_____N;保持杠桿平衡,將細繩轉到虛線位置時,拉 力 F 大小將(選填“變大”、“不變”或“變小”).
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學必求其心得,業(yè)必貴于專精
戊
(5)某同學通過圖乙、丙、丁的數(shù)據(jù)得出結論:動力×支點到動 力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離。這個結論 與杠桿的平衡條件不符,原因是他沒有多次實驗.
(6)如果在杠桿的中點用彈簧測力計施加一個向上的力,這個力在 探究過程中(選填“影響”或“不影響")杠桿的平衡,理由是:。
(7)下列四個因素中,不會帶來實驗誤差的是______。
A.鐵架臺自身的重力足夠大
8、
B.單個鉤碼的重力不完全相等
C。懸掛鉤碼的繩套重力偏大
D.杠桿與轉軸之間摩擦力偏大
(8)小組的其他同學進行了如下研究:
A。如果杠桿受到 F 、F 兩個阻力,結果會怎樣?
2 3
B.若支點不在杠桿的中點時,杠桿的平衡條件是否仍然成立? 他們設計了如圖所示的實驗:
①根據(jù)如圖己所示的結果,可以初步得出,在這種情況下杠桿的平衡 條件為:F L =_________。(F、F 、F 的力臂分別為 L 、L 、L )
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(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
①
學必求其心得,業(yè)必貴于專
9、精
已庚
②如圖庚所示,彈簧測力計的拉力為動力 F ,鉤碼重力為阻力 F ,
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多次調整力和力臂的大小進行測量,發(fā)現(xiàn):F L 總是大于 F L ,其原
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因是__________________________。
答案:右;
(2)
F l =F l 1 1 2 2
;B;
左端下沉;
1;變大;
改變力的方向 ;
不影響;這個力過杠桿的支點 , 力臂為零,不會影響到杠桿 的平衡;
A;
(8)
F l
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+F l
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;②杠桿自身重力影響;
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