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探究杠桿原理的實驗過程

發布時間:2022-01-13 08:13:08

Ⅰ 探究杠桿原理實驗

杠桿原理

古希臘科學家阿基米德有這樣一句流傳千古的名言:"假如給我一個支點,我就能把地球挪動!"這句話不僅是催人奮進的警句,更是有著嚴格的科學根據的。
阿基米德在《論平面圖形的平衡》一書中最早提出了杠桿原理。他首先把杠桿實際應用中的一些經驗知識當作"不證自明的公理",然後從這些公理出發,運用幾何學通過嚴密的邏輯論證,得出了杠桿原理。這些公理是:(1)在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上相等的重量,它們將平衡;(2)在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上不相等的重量,重的一端將下傾;(3)在無重量的桿的兩端離支點不相等距離處掛上相等重量,距離遠的一端將下傾;(4)一個重物的作用可以用幾個均勻分布的重物的作用來代替,只要重心的位置保持不變。相反,幾個均勻分布的重物可以用一個懸掛在它們的重心處的重物來代替;似圖形的重心以相似的方式分布……正是從這些公理出發,在"重心"理論的基礎上,阿基米德又發現了杠桿原理,即"二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。"
阿基米德對杠桿的研究不僅僅停留在理論方面,而且據此原理還進了一系列的發明創造。據說,他曾經藉助杠桿和滑輪組,使停放在沙灘上的桅船順利下水。在保衛敘拉古免受羅馬海軍襲擊的戰斗中,阿基米德利用杠桿原理製造了遠、近距離的投石器,利用它射出各種飛彈和巨石攻擊敵人,曾把羅馬人阻於敘拉古城外達3年之久。
這里還要順便提及的是,在我國歷史上也早有關於杠桿的記載。戰國時代的墨家曾經總結過這方面的規律,在《墨經》中就有兩條專門記載杠桿原理的。這兩條對杠桿的平衡說得很全面。裡面有等臂的,有不等臂的;有改變兩端重量使它偏動的,也有改變兩臂長度使它偏動的。這樣的記載,在世界物理學史上也是非常有價值的

Ⅱ 怎樣做杠桿實驗

杠桿作用的實驗

【設計】 杠桿是利用直桿或曲桿在外力作用下,圍繞桿上固定點———支點轉動的簡單機械。本實驗指導學生認識杠桿的以下幾種作用:

(1)傳遞力的作用;

(2)改變用力方向的作用;

(3)省力(但費距離)或省距離(但費力)的作用。為了使學生體會到這些作用,最好選用重一點的物體,讓學生親自用杠桿去撬或抬,此外還可以利用杠桿尺、測力計進行一些定量的實驗。

方法一

【器材】 裝滿學慣用具的書包、長1米左右的木棍(把木棍等分為8~10份,畫出等分線)、椅子。

【步驟】

(1)把木棍的中間架在小椅子背上,一端掛上重物———書包,用手握住另一端,慢慢往下壓,能把書包撬起。引導學生找出杠桿的支點、力點和重點。

(2)在力點處用力向下壓,力就通過杠桿傳遞到杠桿的另一端,把重物向上撬起。這說明杠桿有傳遞力的作用,還有改變用力方向的作用。

(3)使支點向重點靠近,支點每向前移動一格,撬動一二次,每次把物體撬起同樣高度,會感覺到支點距離重點越近(即支點距離力點越遠),越省力,但手(力點)移動的距離也越長,即越費距離。

(4)使支點向力點靠近,支點每向後移動一格,撬動一二次,每次把物體撬起同樣高度,會感覺到支點距離力點越近(即支點距離重點越遠),越費力,但手(力點)移動的距離也越短,即越省距離。

方法二

【器材】 杠桿尺兩把(把杠桿尺均分為十二格,在每個刻度處打一個孔)、直尺、測力計、鉤碼、鐵絲鉤。

【步驟】

(1)把支架的釘子從兩根杠桿尺的第6孔位(孔位從左往右數)處穿過,讓該處作為支點,使兩根杠桿尺保持水平。後面的杠桿尺不動,作為對照物,在前面的杠桿尺上懸掛重物和測力計。

(2)在杠桿尺第1孔位處,用鐵絲鉤懸掛一個50克重的鉤碼;把測力計鉤掛在杠桿尺的第11孔位處,手握測力計,向下用力拉,可以把重物(鉤碼)向上撬起。找出杠桿尺上的重點、支點和力點。(掛鉤碼的第1孔位為重點,中間第6孔位為支點,掛測力計的第11孔位為力點。)

(3)通過測力計向下用力,可以把重物向上撬起,這說明杠桿有傳遞力和改變用力方向的作用。觀察測力計的讀數,約在50克左右,說明這時既不省力,也不費力。用直尺測量重點上升的距離和力點下降的距離,可知上升、下降的距離大致相等,說明這時既不省距離也不費距離(圖1)。

(4)不改變重點和力點的位置,觀察將支點移至第5、4、3、2孔位時,把重物撬起來(每次撬起同樣的高度),測力計上的讀數和重點、力點升降的距離。通過以上實驗可以知道:支點越向重點靠近(同時也就使支點離力點越遠),測力計上的讀數越小,即越省力;力點下降的距離比重點上升的距離越大,即越費距離(圖2)。

(5)不改變重點和力點的位置,觀察將支點移至第7、8、9、10孔位時,把重物撬起來(每次撬起同樣的高度),測力計上的讀數和重點、力點升降的距離。通過以上實驗可以知道:支點越向力點靠近(同時也就使支點離重點越遠),測力計上的讀數越大,即越費力;力點下降的距離比重點上升的距離越小,即越省距離

Ⅲ 探究杠桿平衡條件的原理是什麼

運用能量守恆定律。杠桿在平衡時才得出你提問的那個平衡公式。而版力所做的功權(該力產生的能量)等於:力的大小*力的方向移動的距離。杠桿左右兩端只能做圍繞支撐點(可以看作圓心)作圓弧運動,凡是經過支撐點(圓心)的力都不做功,因為支撐點是固定的,力通過該點都不產生位移,能量也為零。所以,運用力的分解原理,杠桿一端所受的力都可以分解成垂直於杠桿的力與平行於杠桿的力,該兩個力中,平行於杠桿的力(實際就是沿著杠桿方向的力)因為通過圓心而不做功,而垂直杠桿的力要達到兩邊平衡(能量守恆):力*位移 兩邊要相等。位移的大小就是圓弧的長度,因為杠桿兩端只能作標准圓周運動:由數學得知,圓弧長度只與半徑成正比,那就得出了:力*半徑 要兩半相等,而該垂直力的力臂就是半徑的長度,由此得出該公式的成立。

Ⅳ 杠桿原理的證明實驗

做研究杠桿平衡條件的時候如果讓杠桿勻速轉動起來,怎麼讀數(力臂長度),操作起來不方便,而效果跟杠桿處於靜止狀態時是一樣的,所以做研究杠桿平衡條件的時候讓杠桿處於靜止狀態這樣操作起來也方便。

Ⅳ 四年級下冊科學實驗研究杠桿的實驗步驟是什麼

1、把杠桿的中點支在支架上;
2、把鉤碼掛在杠桿的兩邊,改變鉤碼的位置使杠桿水平平衡;
3、記下兩邊的鉤碼的重,用尺量出它們的力臂,記下實驗數據;
4、改變力和力臂數值,做三次實驗.
5、求出各次實驗的動力乘以動力臂和阻力乘以阻力臂數值.

Ⅵ 杠桿平衡實驗報告單怎麼寫 要有實驗目的 原理 器材 步驟和注意事項

實驗目的
1、通過本次實驗中,讓杠桿在水平位置平衡,了解到設計實驗探究的科學思想.
2、獲得杠桿平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂 F1×L1=F2×L2
3、能夠理解杠桿平衡狀態的基本含義.
實驗器材:杠桿、支架、一盒鉤碼、固定在杠桿上的掛物環、彈簧測力計.
實驗要求:1、會組裝杠桿,探究杠桿的平衡條件.
實驗步驟:
第一步、把杠桿安裝在支架上,使其能靈活地繞支點轉動,調節杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿處於水平靜止狀態,使杠桿水平靜止.
第二步、先在支點左側,20cm處掛一個0.5N的鉤碼,試一試需要在指點的右側10cm處掛幾個鉤碼,能夠使杠桿再一次水平靜止,杠桿水平靜止後,將實驗所測數據填入實驗記錄的表格內,將作用在杠桿左邊的力,作為動力F1,則F1=0.5N,動力臂L1為20cm,F1×L1=10
作用在杠桿右側的力為F2,F2=1N,阻力臂L2為10cm,F2×L2=10
(改變鉤碼的位置和鉤碼的個數,再做一次實驗,)
第三步、將支點左側,距支點5cm處,掛3個鉤碼,試試看,在支點右邊15cm處,需要掛幾個鉤碼可以使杠桿再次水平靜止.
待杠桿在水平位置平衡後,把實驗數據填入記錄表格內,動力F1,F1=1.5N,動力臂L1為5cm,F1×L1=7.5,作用在杠桿右側的力為F2,F2=0.5N,阻力臂L2為15cm,F2×L2=7.5.
第四步、通過兩次記錄的實驗數據,進行對比分析,
知道:杠桿平衡時,動力×動力臂=阻力×阻力臂
F1×L1=F2×L2\x09
結論:a、杠桿的平衡狀態是指杠桿處於勻速轉動狀態,或者靜止狀態,靜止時的位置不一定是在水平位置.
b、杠桿處於平衡狀態時,動力×動力臂=阻力×阻力臂
附表:
實驗次數\x09動力(N)\x09動力臂(M)\x09動力×動力臂\x09阻力(N)\x09阻力臂(M)\x09阻力×阻力臂

Ⅶ 研究杠桿平衡的實驗原理

當杠桿在水平位置平衡時,兩邊的重力的力臂可以在杠桿上讀出來。
結果:動力乘以動力臂等於阻力乘以組力臂

Ⅷ 杠桿的作用實驗過程

杠桿作用的實驗

【設計】 杠桿是利用直桿或曲桿在外力作用下,圍繞桿上固定點———支點轉動的簡單機械。本實驗指導學生認識杠桿的以下幾種作用:

(1)傳遞力的作用;

(2)改變用力方向的作用;

(3)省力(但費距離)或省距離(但費力)的作用。為了使學生體會到這些作用,最好選用重一點的物體,讓學生親自用杠桿去撬或抬,此外還可以利用杠桿尺、測力計進行一些定量的實驗。

方法一

【器材】 裝滿學慣用具的書包、長1米左右的木棍(把木棍等分為8~10份,畫出等分線)、椅子。

【步驟】

(1)把木棍的中間架在小椅子背上,一端掛上重物———書包,用手握住另一端,慢慢往下壓,能把書包撬起。引導學生找出杠桿的支點、力點和重點。

(2)在力點處用力向下壓,力就通過杠桿傳遞到杠桿的另一端,把重物向上撬起。這說明杠桿有傳遞力的作用,還有改變用力方向的作用。

(3)使支點向重點靠近,支點每向前移動一格,撬動一二次,每次把物體撬起同樣高度,會感覺到支點距離重點越近(即支點距離力點越遠),越省力,但手(力點)移動的距離也越長,即越費距離。

(4)使支點向力點靠近,支點每向後移動一格,撬動一二次,每次把物體撬起同樣高度,會感覺到支點距離力點越近(即支點距離重點越遠),越費力,但手(力點)移動的距離也越短,即越省距離。

方法二

【器材】 杠桿尺兩把(把杠桿尺均分為十二格,在每個刻度處打一個孔)、直尺、測力計、鉤碼、鐵絲鉤。

【步驟】

(1)把支架的釘子從兩根杠桿尺的第6孔位(孔位從左往右數)處穿過,讓該處作為支點,使兩根杠桿尺保持水平。後面的杠桿尺不動,作為對照物,在前面的杠桿尺上懸掛重物和測力計。

(2)在杠桿尺第1孔位處,用鐵絲鉤懸掛一個50克重的鉤碼;把測力計鉤掛在杠桿尺的第11孔位處,手握測力計,向下用力拉,可以把重物(鉤碼)向上撬起。找出杠桿尺上的重點、支點和力點。(掛鉤碼的第1孔位為重點,中間第6孔位為支點,掛測力計的第11孔位為力點。)

(3)通過測力計向下用力,可以把重物向上撬起,這說明杠桿有傳遞力和改變用力方向的作用。觀察測力計的讀數,約在50克左右,說明這時既不省力,也不費力。用直尺測量重點上升的距離和力點下降的距離,可知上升、下降的距離大致相等,說明這時既不省距離也不費距離(圖1)。

(4)不改變重點和力點的位置,觀察將支點移至第5、4、3、2孔位時,把重物撬起來(每次撬起同樣的高度),測力計上的讀數和重點、力點升降的距離。通過以上實驗可以知道:支點越向重點靠近(同時也就使支點離力點越遠),測力計上的讀數越小,即越省力;力點下降的距離比重點上升的距離越大,即越費距離(圖2)。

(5)不改變重點和力點的位置,觀察將支點移至第7、8、9、10孔位時,把重物撬起來(每次撬起同樣的高度),測力計上的讀數和重點、力點升降的距離。通過以上實驗可以知道:支點越向力點靠近(同時也就使支點離重點越遠),測力計上的讀數越大,即越費力;力點下降的距離比重點上升的距離越小,即越省距離。

Ⅸ 科學課杠桿原理實驗步驟

用木棍做一個起重機 就行了 支點.主動臂.阻力臂

Ⅹ 跪求 探究杠桿平衡條件的實驗 具體步驟。先後順序分好

探究目的
探究杠桿的平衡條件
實驗器材
杠桿(含支架)、鉤碼盒一套、彈簧測力計、細線、和
A

探究假設
杠桿的平衡可能與「動力和動力臂的乘積」、「阻力和阻力臂的乘積」有關。
實驗方案
設計
步驟1.調節杠桿兩端的
B
,使橫梁平衡。
步驟2.在杠桿的左右兩端分別用細線依次懸掛個數不同鉤碼,(假設左端砝碼的重力產生的拉力為阻力F2,右端鉤碼的重力產生的拉力為動力F1,)先固定F1大小和動力臂l1的大小,再選擇適當的阻力F2,然後移動阻力作用點,即改變阻力臂l
2大小,直至杠桿平衡,分別記錄下此時動力F1、動力臂l1、阻力F2和阻力臂l
2的數值,並將實驗數據記錄在表格中。
步驟3.固定F1大小和動力臂l1的大小,改變阻力F2的大小,再移動阻力作用點,即改變阻力臂l
2大小,直至杠桿平衡,記錄下此時的阻力F2和阻力臂l
2的數值,並填入到實驗記錄表格中。
步驟4.改變動力F1的大小,保持動力臂l1的大小以及阻力F2大小不變,再改變阻力F2作用點,直至杠桿重新平衡,記錄下此時動力F1大小和阻力臂l
2的大小,並填入到實驗數據記錄表。
步驟5.改變動力臂l1的大小,保持動力F1和阻力F2不變,移動阻力作用點,直至杠桿重新平衡,記錄下此時動力臂l1、阻力臂l
2的數值,並填入到實驗數據表中。
步驟6.整理實驗器材。
數據記錄
實驗數據記錄表如下:
動力F1
(N)
動力臂l1
(cm)
動力×動力臂
(N•m)
阻力F2
(N)
阻力臂l2
(cm)
阻力×阻力臂
(N•m)
1
10
C
2
5
0.1
分析論證
根據實驗記錄數據,探究結論是:
D

(1)依次完成上述探究報告中的A、B、C、D四個相應部分的內容:(每空1分)
A

B

C

D

(2)在上述探究實驗中,為什麼每次都要使杠桿在水平位置保持平衡?

(3)在探究報告中,該同學所設計的實驗數據記錄表是否存在一些缺陷,如何改進?1)A、B、C
B、螺母
C、0.1
D、動力×動力臂=阻力×阻力臂。
(2)便於在杠桿上測量力臂(讀取力臂)(3)記錄數據只有一組,應多測多記幾組數據

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