A. 探究杠桿的平衡條件
實驗名稱:探究杠桿的平衡條件
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
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 動力(N) 動力臂(M) 動力×動力臂 阻力(N) 阻力臂(M) 阻力×阻力臂
1
2
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B. 探究杠桿的平衡條件(1)如圖1所示,若杠桿在使用前左端低,右端高,要使它在水平位置平衡,應將杠桿右端
(1)在使用此杠桿前發現左端低,右端高,說明杠桿的重心偏左,要使它在水平位置平衡,左、右兩端的螺母(或一端的螺母)都要向杠桿上翹的右端調節.所以可以將杠桿右端的平衡螺母向右調節,也可以將左端的平衡螺母向右調節,此後,在整個實驗過程中,螺母再調節會改變杠桿重心的位置,使杠桿重力對杠桿平衡又產生影響,因此不能再旋動兩側的平衡螺母.
故答案為:右;不可以.
(2)經分析,探究杠桿平衡的步驟為:
A、調節杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡.
E、將鉤碼掛在杠桿的支上點兩邊,先改變動力或動力臂的大小,然後調節阻力或阻力臂的大小,使杠桿在水平位置重新平衡.
D、記下動力F1、動力臂L1、阻力F2和阻力臂L2的大小,將數據填入表格中.
C、改變鉤碼的個數和位置,重復實驗.
B、計算每次實驗中F1L1和F2L2的大小,根據計算結果得出杠桿的平衡條件.
故答案為:AEDCB.
(3)如圖2中斜向下拉動彈簧測力計使杠桿處於水平位置平衡,拉力的方向與杠桿不再垂直,右面的力臂要小於ON的長度,也就是ON比彈簧測力計拉力的力臂大,因此G×OM<F×ON.
故答案為:<.
(4)設一個鉤碼的重為G,一個格為L,原來杠桿:3G×2L=2G×3L,處於平衡狀態;
①若在兩端再同時掛上相等質量的小球,左邊=4G×2L,右邊=3G×3L,右邊力和力臂的乘積大,右端下降;
②若將甲圖中左右兩端的鉤碼各自向外側移動一小格,左邊=3G×3L,右邊=2G×4L,左邊力和力臂的乘積大,左端下降.
故答案為:①;②.
C. 探究杠桿平衡條件:怎樣使用彈簧測力計
在探究杠桿平衡條件的實驗中要將彈簧測力計斜向下拉:
目的:便於從橫樑上直接讀出力臂的大小。
原因:只有當拉力豎直向下,橫梁在水平位置平衡時,力臂正好是彈簧秤懸掛位置到支點的距離。
D. 探究杠桿的平衡條件(1)如圖所示,若杠桿在使用前左端低,右端高,要使它在水平位置平衡,應將杠桿右端
(1)杠桿的右端上翹,平衡螺母向上翹的右端移動. 調節完杠桿平衡之後,不能再移動平衡螺母. (2)經分析,探究杠桿平衡的步驟為: A、調節杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡. E、將鉤碼掛在杠桿的支上點兩邊,先改變動力或動力臂的大小,然後調節阻力或阻力臂的大小,使杠桿在水平位置重新平衡. D、記下動力F 1 、動力臂L 1 、阻力F 2 和阻力臂L 2 的大小,將數據填入表格中. C、改變鉤碼的個數和位置,重復實驗. B、計算每次實驗中F 1 L 1 和F 2 L 2 的大小,根據計算結果得出杠桿的平衡條件. (3)實驗1:1N×8cm=2N×4cm, 實驗2:2N×8cm=1N×16cm, 實驗3:2N×12cm=3N×8cm, 杠桿平衡調節:F 1 l 1 =F 2 l 2 . (4)如圖,杠桿在水平位置平衡,如果這時在兩側鉤碼下各增加一個相同的鉤碼,每個鉤碼重1N,杠桿上每格長度是4cm,3N×12cm>4N×8cm, 所以F 1 l 1 >F 2 l 2 ,所以杠桿的左端下沉. 故答案為:(1)右;不可以;(2)AEDCB;(3)F 1 l 1 =F 2 l 2 ;(4)左. |
E. 吳剛同學探究「杠桿的平衡條件」.(1)實驗前,杠桿停在圖甲所示的位置,為使杠桿在水平位置平衡,應該
(1)因為杠桿左端下傾,所以應將杠桿平衡螺母向右移動,使杠桿在水平位置平衡;
(2)①杠桿平衡條件探究「動力×動力臂」與「阻力×阻力臂」之間的關系,力臂不一定是支點到力作用點的距離.當杠桿在水平位置平衡,但是力沒有豎直作用在杠桿上,力臂就不在杠桿上,力臂不等於支點到力作用點的距離.這個結論不具有普遍性.所以結論是錯誤的.
②杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上,便於測量力臂,同時杠桿的重心通過支點,消除杠桿自重對杠桿平衡的影響.
(3)設一個鉤碼重為G,杠桿分度值為L,
杠桿左端:2G×2L=4GL,
杠桿右端:G×3L=GL,
所以杠桿的左端下沉.
要使杠桿水平位置平衡,2G×2L=G×nL,所以n=4.
故答案為:(1)右;(2)錯誤;便於測量力臂,同時消除杠桿重對杠桿平衡的影響;(3)左;4.
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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
G. (5分)探究杠桿的平衡條件: (1)如圖(a),杠桿在支架上,要使其在水平位置平衡,可將杠桿左端的平