⑴ 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。
⑵ 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
⑶ 小明利用杠桿做了兩個小實驗:A:「探究杠桿的平衡條件」(1)當桿杠靜止在圖(甲)所示的位置時,桿杠處
A、(1)如圖(甲)杠桿處於靜止狀態,所以杠桿處於平衡狀態.但是杠桿右端上翹,沒有在水平位置平衡,調節兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上,便於測出力臂大小. (2)改變支點兩側的鉤碼位置和個數,一般要做三次實驗,得到三組數據並進行分析,得出的實驗結論具有普遍性,避免偶然性. (3)力臂等於支點到力的作用線的距離,當杠桿在水平位置平衡時,拉力的方向與杠桿不垂直,力臂不等於從杠桿標尺刻度上直接讀出的,因此測出的拉力大小與杠桿平衡條件不相符,從杠桿上直接讀取不是拉力的力臂. B、(1)有用功為W 有 =Gh 2 =2mgh 2 ,總功W 總 =F 1 h 1 ,則機械效率的表達式η=
(2)鉤碼的懸掛點在B點時,由杠杠的平衡條件得F 1 ?OA=G?OB;懸掛點移至C點時,由杠杠的平衡條件得F 2 ?OA=G?OC;從圖中可以看出,由OB到OC力臂變大,所以彈簧測力計的示數變大,有用功不變,但杠桿提升的高度減小,額外功減小,又因為總功等於額外功與有用功之和,因此此次彈簧測力計做的功將小於第一次做的功. (3)因為第一次與第二次的有用功相等,並且第二次的額外功小,因為機械效率等於有用功與總功的比值,因此第一次的機械效率小於第二次的機械效率; 將3隻鉤碼懸掛在C點時,物體升高的高度不變,物重增加,由W 有 =Gh 2 可得,有用功變大,但杠桿提升的高度與第二次相同,額外功與第二次相同,又因為機械效率等於有用功與總功的比值,因此第三次的機械效率大於第二次的機械效率. 綜上所述,第三次的機械效率最大. 故答案為: A、(1)平衡;左;(2)便於測出力臂大小;(3)從杠桿上直接讀取不是拉力的力臂. B、(1)
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⑷ 探究杠桿的平衡條件採用什麼方法
控制變數法、等效替代法、轉換法、放大法、歸納推理法、類比法、理想模型法……用到哪種呢? 控制變數法
⑸ 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.當杠桿在水平位置平衡時,杠
(1)杠桿在水平位置平衡,杠桿的重心通過支點,杠桿重的力臂為0.
(2)杠桿在水平位置平衡,並且力豎直作用在杠桿上,力的力臂在杠桿上,便於測量力臂大小.
根據杠桿平衡條件F1L1=F2L2得,1.5N×20cm=F2×15cm,∴F2=2N.
(3)如右圖,當彈簧測力計傾斜拉動杠桿時,力臂OD小於OB,力臂變小,阻力和阻力臂不變,彈簧測力計的拉力會變大.
故答案為:(1)0;(2)力臂在杠桿上,便於測出力臂大小;2;(3)變大.
⑹ 研究杠桿平衡條件用了什麼科學方法
研究杠桿平衡條件用了(控制變數法)科學方法
控制變數法:物理實驗所用的方法,即保持一個或多個量不變,調整另一個或多個量改變,來探究這些量之間的關系。
研究杠桿平衡條件的實驗,通過控制 距離和重物多次改變 來證明杠桿平衡條件
⑺ 探究杠桿平衡條件的實驗
左 左
右 右
一般規律,比如,左端下傾,說明左端重了,此時,將兩個平衡螺母都向右調節,相當於使右端也變重,才能平衡。
也可以用平衡條件解釋,左端下傾,說明左端力太大,需要減小左端的力臂,故螺母要向右調節。
做題的時候,可以這樣記:「高調」 哪邊高就往那邊調節。
⑻ (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