⑴ 杠桿平衡的原理是什麼
杠桿原理亦稱「杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1· L1=F2·L2。式中,F1表示動力,L1表示動力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。從上式可看出,欲使杠桿達到平衡,動力臂是阻力臂的幾倍,動力就是阻力的幾分之一。
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⑵ 探究杠桿的平衡條件與杠桿平衡時,動力與阻力的關系有什麼聯系
動力臂*動力臂=阻力臂*阻力臂
⑶ 杠桿平衡
導致原來高的那一段加的鉤碼數要變多。你可以這么想,杠桿本來是斜的,只有在翹起來的一端加上些重物才能把它壓下去,使杠桿尺與桌面平衡。現在如果無視杠桿的傾斜,那翹起來的那邊就得多放點。
⑷ 【急】杠桿與杠桿平衡條件
特殊情況下才對,一般情況下是錯的。
只有在動力與阻力的方向都與杠桿垂直時,小明的結論才是對的。如果動力和阻力的方向中有一個方向不垂直杠桿或兩個方向都不垂直杠桿時,小明的結論就是錯的。
正確的結論是:動力×動力臂=阻力×阻力臂
⑸ 杠桿原理
杠桿原理亦稱「杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力(用力點、支點和阻力點)的大小跟它們的力臂成反比。動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1· l1=F2·l2。式中,F1表示動力,l1表示動力臂,F2表示阻力,l2表示阻力臂。從上式可看出,欲使杠桿達到平衡,動力臂是阻力臂的幾倍,動力就是阻力的幾分之一。
在使用杠桿時,為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的杠桿;如果想要省距離,就應該用動力臂比阻力臂短的杠桿。因此使用杠桿可以省力,也可以省距離。但是,要想省力,就必須多移動距離;要想少移動距離,就必須多費些力。要想又省力而又少移動距離,是不可能實現的。正是從這些公理出發,在「重心」理論的基礎上,阿基米德發現了杠桿原理,即「二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。 杠桿的支點不一定要在中間,滿足下列三個點的系統,基本上就是杠桿:支點、施力點、受力點。 其中公式這樣寫:動力×動力臂=阻力×阻力臂,即F1×l1=F2×l2這樣就是一個杠桿。 動力臂延伸
杠桿也有省力杠桿跟費力的杠桿,兩者皆有但是功能表現不同。例如有一種用腳踩的打氣機,或是用手壓的榨汁機,就是省力杠桿 (力臂 > 力距);但是我們要壓下較大的距離,受力端只有較小的動作。另外有一種費力的杠桿。例如路邊的吊車,釣東西的鉤子在整個桿的尖端,尾端是支點、中間是油壓機 (力矩 > 力臂),這就是費力的杠桿,但費力換來的就是中間的施力點只要動小距離,尖端的掛勾就會移動相當大的距離。 兩種杠桿都有用處,只是要用的地方要去評估是要省力或是省下動作范圍。另外有種東西叫做輪軸,也可以當作是一種杠桿的應用,不過表現尚可能有時要加上轉動的計算。 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,就能撬起地球"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。 雖然今天杠桿原理在生活中有著廣泛的運用,可是當問到使用杠桿為什麼會省力時,對此人們未必能夠給出一個正確完滿的答復。究其原因,這主要是今天的物理教材對此至今仍然沒有給出一個完整的正確的答案的必然結果。 譬如,今天物理教材說『杠桿平衡的條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂,或寫做F1×L1=F2×L2』。——這也就是說,在動力和阻力不變的前提下,使用杠桿省力的條件是動力臂長過阻力臂。可是當進一步問:動力臂長過阻力臂為什麼就能夠省力?!對此往往就沒有了下文,或者簡單的回答到說這是自然規律而已。 其實,杠桿省力的真正原因之一,是動力臂的重量大於阻力臂的重量的自然結果。舉個例子,假定杠桿是一根鋼棒,其粗細和長度單位重量是均勻的,其1米長度的重量為10公斤,那麼,當動力臂長2米而阻力臂長0.1米時,動力臂自身的重量是20公斤,而阻力臂自身的重量的是1公斤,這時在動力臂的末端不需用力,就可以輕松的讓阻力臂抬起20公斤以上的物體。這是顯而易見的事情。 為了反復說明上述觀點,再舉個例子:一根粗細均勻長10米的木質杠桿,其自重10公斤,在其2、8分界處設立支點。當在動力臂末端掛上2公斤重物時,根據阿基米德平衡公式,這時要使杠桿平衡,在阻力臂末端應該掛上8公斤的重物;可是,由於動力臂自重8公斤,而阻力臂自重只有2公斤,因此可以肯定,這時杠桿並不能保持平衡:16+8≠16+2;或者按其重心計算:16+4≠16+1。——由此可見,阿基米德杠桿原理的理論基礎——平衡公式的確是存在嚴重缺陷的是缺少實際意義的。 阿基米德之所以會產生上述錯誤,究其思想根源,在於他始終都把杠桿看作是『無重量的桿』(《論平面圖形的平衡》)。可是,杠桿要發揮作用就必須具有一定強度;而杠桿有一定強度就必然會有一定重量;而杠桿有一定重量平衡公式就必須重新修改。這是順理成章的事情。大家知道,平衡公式正確與否從來都沒有經過實踐的嚴格檢驗(事實上也不可能檢驗),因此,如何完善杠桿原理——平衡公式,希望有興趣和有條件的網友能夠共同努力。
⑹ 杠桿平衡(初三物理)在線等。!!!!!
L1小於L2且平衡 所以銅重 因為銅的密度較大 所以鐵的體積比銅大 在液體中中受的浮力相對較多 所以1不平衡 向銅傾斜 2因為水銀密度大於兩者 所以平衡 4水銀密度比鐵大 銅沉了 鐵浮著 所以不平衡 向銅傾斜 3我懶得算了 很麻煩 5平衡 相當於把杠桿整個放在水中還是平衡 我是初三的 回答有問題請不要見怪 偶沒看資料
⑺ 初中物理 探究杠桿的平衡條件與探究磁場時引入磁感線分別運用了什麼物理方法
第一個運用的是歸納法,第二個運用的是轉換法
研究物理的科學方法有許多,經常用到的有觀察法、實驗法、比較法、類比法、等效法、轉換法、控制變數法、模型法、科學推理法等。研究某些物理知識或物理規律,往往要同時用到幾種研究方法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關時,我們同時用到了觀察法(觀察電流表的示數)、轉換法(把電阻的大小轉換成電流的大小、通過研究電流的大小來得到電阻的大小)、歸納法(將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關的信息歸納在一起)、和控制變數法(在研究電阻與長度有關時控制了材料、橫截面積)等方法。可見,物理的科學方法題無法細致的分類。只能根據題意看題中強調的是哪一過程,來分析解答。下面我們將一些重要的實驗方法進行一下分析。
一、控制變數法
物理學研究中常用的一種研究方法——控制變數法。所謂控制變數法,就是在研究和解決問題的過程中,對影響事物變化規律的因素或條件加以人為控制,使其中的一些條件按照特定的要求發生變化或不發生變化,最終解決所研究的問題。
可以說任何物理實驗,都要按照實驗目的、原理和方法控制某些條件來研究。
如:導體中的電流與導體兩端的電壓以及導體的電阻都有關系,中學物理實驗難以同時研究電流與導體兩端的電壓和導體的電阻的關系,而是在分別控制導體的電阻與導體兩端的電壓不變的情況下,研究導體中的電流跟這段導體兩端的電壓和導體的電阻的關系,分別得出實驗結論。通過學生實驗,讓學生在動腦與動手,理論與實踐的結合上找到這「兩個關系」,最終得出歐姆定律I=U/R。
為了研究導體的電阻大小與哪些因素有關, 控制導體的長度和材料不變,研究導體電阻與橫截面積的關系。
為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關,保證壓力相同時,研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系。
利用控制變數法研究物理問題,注重了知識的形成過程,有利於扭轉重結論、輕過程的傾向,有助於培養學生的科學素養,使學生學會學習。
中學物理課本中,蒸發的快慢與哪些因素的有關;滑動摩擦力的大小與哪些因素有關;液體壓強與哪些因素有關;研究浮力大小與哪些因素有關;壓力的作用效果與哪些因素有關;滑輪組的機械效率與哪些因素有關;動能、重力勢能大小與哪些因素有關;導體的電阻與哪些因素有關;研究電阻一定、電流與電壓的關系;研究電壓一定、電流和電阻的關系;研究電流做功的多少跟哪些因素有關系;電流的熱效應與哪些因素有關;研究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關系;研究影響力的作用效果的因素;研究琴弦發聲的音調與弦粗細、松緊、長短的關系;研究物體吸熱與物質種類、質量、溫度的關系;研究通電導體在磁場中的受力與哪些因素有關;研究影響感應電流的方向因素等均應用了這種科學方法。
二、轉換法
一些比較抽象的看不見、摸不著的物質的微觀現象,要研究它們的運動等規律,使之轉化為學生熟知的看得見、摸得著的宏觀現象來認識它們。這種方法在科學上叫做「轉換法」。 如:分子的運動,電流的存在等,
如:空氣看不見、摸不到,我們可以根據空氣流動(風)所產生的作用來認識它;分子看不見、摸不到,不好研究,可以通過研究墨水的擴散現象去認識它;電流看不見、摸不到,判斷電路中是否有電流時,我們可以根據電流產生的效應來認識它;磁場看不見、摸不到,我們可以根據它產生的作用來認識它。
再如,有一些物理量不容易測得,我們可以根據定義式轉換成直接測得的物理量。在由其定義式計算出其值,如電功率(我們無法直接測出電功率只能通過P=UI利用電流表、電壓表測出U、I計算得出P)、電阻、密度等。
中學物理課本中,
測不規則小石塊的體積我們轉換成測排開水的體積(這里也有等效思維)
我們測曲線的長短時轉換成細棉線的長度
在測量滑動摩擦力時轉換成測拉力的大小
大氣壓強的測量(無法直接測出大氣壓的值,轉換成求被大氣壓壓起的水銀柱的壓強)測硬幣的直徑時轉換成測刻度尺的長度
測液體壓強(我們將液體的壓強轉換成我們能看到的液柱高度差的變化)
通過電流的效應來判斷電流的存在(我們無法直接看到電流),
通過磁場的效應來證明磁場的存在(我們無法直接看到磁場),
研究物體內能與溫度的關系(我們無法直接感知內能的變化,只能轉換成測出溫度的改變來說明內能的變化);
在研究電熱與電流、電阻的因素時,我們將電熱的多少轉換成液柱上升的高度。
在我們研究電功與什麼因素有關的時候,我們將電功的多少轉換成砝碼上升的高度。
密度、功率、電功率、電阻、壓強(大氣壓強)等物理量都是利用轉換法測得的。
物體發生形變或運動狀態改變可證明此物受到力的作用;蘋果落地可證明重力存在;馬得堡半球實驗可證明大氣壓的存在;霧的出現可證明空氣中含有水蒸氣;影的形成可以證明光沿直線傳播;月食現象可證明月亮不是光源;奧斯特實驗可證明電流周圍有磁場;指南針指南北可證明地磁場的存在;手機能打電話可證明電磁波的存在;擴散現象可證明分子做無規則運動;鉛塊實驗可證明分子間引力的存在;運動的物體能對外做功可證明它具有能。
在我們回答動能與什麼因素有關時,我們回答說小球在平面上滑動的越遠則動能越大,就是將動能的大小轉換成了小球運動的遠近。以上列舉的這些問題均應用了這種科學方法。
例:1、分子運動看不見、摸不著,不好研究,但科學家可以通過研究墨水的擴散現象去認識它,這種方法在科學上叫做「轉換法』。下面是小明同學在學習中遇到的四個研究實例,其中採取的方法與剛才研究分子運動的方法相同的是( )
A.利用磁感應線去研究磁場問題
B.電流看不見、摸不著,判斷電路中是否有電流時,我們可通過電路中的燈泡是否發光去確定
C.研究電流與電壓、電阻關系時,先使電阻不變去研究電流與電壓的關系:然後再讓電壓不變去研究電流與電阻的關系
D.研究電流時,將它比做水流
三、放大法
在有些實驗中,實驗的現象我們是能看到的,但是不容易觀察。我們就將產生的效果進行放大再進行研究。 比如音叉的振動很不容易觀察,所以我們利用小泡沫球將其現象放大。觀察壓力對玻璃瓶的作用效果時我們將玻璃瓶密閉,裝水,插上一個小玻璃管,將玻璃瓶的形變引起的液面變化放大成小玻璃管液面的變化。嚴格說放大法也屬於轉換法.
四、積累法
在測量微小量的時候,我們常常將微小的量積累成一個比較大的量、比如在測量一張紙的厚度的時候,我們先測量100張紙的厚度在將結果除以100,這樣使測量的結果更接近真實的值就是採取的積累法。
要測量出一張郵票的質量、測量出心跳一下的時間,測量出導線的直徑,均可用積累法來完成。嚴格地說積累法也屬於轉換法。
五、類比法
在我們學習一些十分抽象的,看不見、摸不著的物理量時,由於不易理解我們就拿出一個大家能看見的與之很相似的量來進行對照學習。如電流的形成、電壓的作用通過以熟悉的水流的形成,水壓使水管中形成了水流進行類比,從而得出電壓是形成電流的原因的結論。學生在學習電學知識時,在老師的引導下,聯想到:水壓迫使水沿著一定的方向流動,使水管中形成了水流;類似的,電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流。抽水機是提供水壓的裝置;類似的,電源是提供電壓的裝置。水流通過渦輪時,消耗水能轉化為渦輪的動能;類似的,電流通過電燈時,消耗的電能轉化為內能。
我們學習分子動能的時候與物體的動能進行類比;學習功率時,將功率和速度進行類比。
例: 1、某同學在學習電學知識時,在老師的引導下,聯想力學實驗現象,進行比較並找出了一些相類似的規律,其中不準確的是( )
A.水壓使水管中形成水流;類似地,電壓使電路中形成電流
B.抽水機是提供水壓的裝置;類似地,電源是提供電壓的裝置
C.抽水機工作時消耗水能;類似地,電燈發光時消耗電能
D.水流通過渦輪時,消耗水能轉化為渦輪的動能:類似地,電流通過電燈時,消耗電能轉化為內能和光能
通過類比,用大家熟悉的水流、水壓的直觀認識,使得看不見、摸不著的抽象的電流、電壓等知識躍然紙面,栩栩如生。
六、理想化物理模型:
實際現象和過程一般都十分復雜的,涉及到眾多的因素,採用模型方法對學習和研究起到了簡化和純化的作用。但簡化後的模型一定要表現出原型所反映出的特點、知識。模型法有較大的靈活性。每種模型有限定的運用條件和運用的范圍。
中學課本中很多知識都應用了這個方法,比如有:
液柱、(比如在求液體對豎直的容器底的壓強的時候,我們就選了一個液柱作為研究的對象簡化,簡化後的模型依然保留原來的特點和知識)
光線、(在我們學習光線的時候光線是一束的,而且是看不見的,我們使用一條看的見的實線來表示就是將問題簡化,利用了理想化模型)
液片、(在我們研究連通器的特點,求大氣壓時我們都在某一位置取了一個液面,研究該液面所受到的壓強和壓力,也是將問題簡化,利用理想化模型法)
光沿直線傳播;(在我們學習中我們知道真正的空氣是各處都不均勻的,比如越往上空氣越稀薄,在比如因為空氣各處不均勻形成了風,而在光是沿直線傳播一節中我們將問題簡化,只取一個簡單的模型,一條光線在均勻的介質中傳播)
勻速直線運動;(生活中很少有一個物體真正的做勻速直線運動,在我們研究問題的時候勻速直線運動只是一個模型)
磁感線(磁感線是不存在的一條線,但是我們為了便於研究磁場我們人為的引入了一條線,將我們研究的問題簡化。)
光滑平面(研究力學時常用到光滑平面,即物體表面沒有摩擦,但是真正沒有摩擦的表面是沒有的.為了問題的簡化就把很小的摩擦不考慮就假設物體表面光滑)
例:1、在我們學習物理知識的過程中,運用物理模型進行研究的是( )多項選擇
A、建立速度概念 B、研究光的直線傳播
C、用磁感應線描述磁場 D、分析物體的質量
七、科學推理法:
當你在對觀察到的現象進行解釋的時候就是在進行推理,或說是在做出推論,例如當你家的狗在叫的時,你可能會推想有人在你家的門外,要做出這一推論,你就需要把現象(狗的叫聲)與以往的知識經驗,即有陌生人來時狗會叫結合起來。這樣才能得出符合邏輯的答案
如:在進行牛頓第一定律的實驗時,當我們把物體在越光滑的平面運動的就越遠的知識結合起來我們就推理出,如果平面絕對光滑物體將永遠做勻速直線運動。
如:在做真空不能傳聲的實驗時,當我們發現空氣越少,傳出的聲音就越小時,我們就推理出,真空是不能傳聲的。
八、等效替代法:
比如在研究合力時,一個力與兩個力使彈簧發生的形變是等效的,那麼這一個力就替代了兩個力所以叫等效替代法,在研究串、並聯電路的總電阻時,也用到了這樣的方法。在平面鏡成像的實驗中我們利用兩個完全相同的蠟燭,驗證物與像的大小相同,因為我們無法真正的測出物與像的大小關系,所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。
九、歸納法:
是通過樣本信息來推斷總體信息的技術。要做出正確的歸納,就要從總體中選出的樣本,這個樣本必須足夠大而且具有代表性。在我們買葡萄的時候就用了歸納法,我們往往先嘗一嘗,如果都很甜,就歸納出所有的葡萄都很甜的,就放心的買上一大串。
比如銅能導電,銀能導電,鋅能導電則歸納出金屬能導電。在實驗中為了驗證一個物理規律或定理,反復的通過實驗來驗證他的正確性然後歸納、分析整理得出正確的結論。
在阿基米德原理中,為了驗證F浮=G排,我們分別利用石塊和木塊做了兩次實驗,歸納、整理均得出F浮=G排,於是我們驗證了阿基米德原理的正確性,使用的正是這種方法。
在驗證杠桿的平衡條件中,我們反復做了三次實驗來驗證F1×L1=F2×L2也是利用這種方法。
一切發聲體都在振動結論的得出(在實驗中對多種結論進行分析整理並得出最後結論時),都要用到這一方法。
在驗證導體的電阻與什麼因素有關的時候,經過多次的實驗我們得出了導體的電阻與長度,材料,橫截面積,溫度有關,也是將實驗的結論整理到一起後歸納總結得出的。
在所有的科學實驗和原理的得出中,我們幾乎都用到了這種方法。運用歸納法得出的結論更具有普遍性。運用這種思維方法時實驗一定要改變條件多做幾次,否則得出的結論可能是特殊結論,而不具備普遍性。
十、比較法(對比法)
當你想尋找兩件事物的相同和不同之處,就需要用到比較法,可以進行比較的事物和物理量很多,對不同或有聯系的兩個對象進行比較,我們主要從中尋找它們的不同點和相同點,從而進一步揭示事物的本質屬性。
如,比較蒸發和沸騰的異同點。如,比較汽油機和柴油機的異同點
如,電動機和熱機。如,壓表和電流表的使用
利用比較法不僅加深了對它們的理解和區別,使同學們很快地記住它們,還能發現一些有趣的東西。
十一、分類法
把固體分為晶體和非晶體兩類、導體和絕緣體。
十二、觀察法
物理是一門以觀察、實驗為基礎的學科。人們的許多物理知識是通過觀察和實驗認真地總結和思索得來的。著名的馬德堡半球實驗,證明了大氣壓強的存在。在教學中,可以根據教材中的實驗,如長度、時間、溫度、質量、密度、力、電流、電壓等物理量的測量實驗中,要求學生認真細致的觀察,進行規范的實驗操作,得到准確的實驗結果,養成良好的實驗習慣,培養實驗技能。大部分均利用的是觀察法。
十三、比值定義法:
例:密度、壓強、功率、電流等概念公式採取的都是這樣的方法。
十四、多因式乘積法:
例:電功、電熱、熱量等概念公式採取的都是這樣的方法。
十五、逆向思維法
例:由電生磁想到磁生電
以上這些方法,還只是在初中物理的學習中會遇到和使用的一些科學方法,列舉出來,希望能夠給大家一些幫助。也希望大家都來關注這方面的問題,多了解和掌握一些科學方法,靈活運用,以便於指導我們的學習,工作和生活。
⑻ 簡答杠桿與數學的關系
杠桿的平衡條件是動力×動力臂=阻力×阻力臂,用符號表示為:F1L1=F2L2,即它的數學表達式是F1L1=F2L2。
從數學的角度解釋杠桿原理
已知:L1,L2,桿勻速轉動,求證L1*F1=L2*F2
證明:設經過極短時間,則產生了位移a,b,
因為時間極短,所以可認為高x=a,y=b
要滿足勻速,則正負功要相等,即F1*x=F2*y,
所以F1/F2=y/x=b/a=L2/L1(三角形相似)
因此F1*L1=F2*L2
⑼ 二力平衡和杠桿原理有什麼關系嗎
1、力臂畫法主要是點到線作垂線,找到支點,將力的作用線延長,作垂線即可。
2、二力平衡是作用在一個物體上,而相互作用力是作用在兩個物體上。比如放在桌上的茶杯,重力和支持力是二力平衡,而重力和壓力是相互作用力。
我是物理老師只能幫這么多了。
⑽ 小學六年級科學書中杠桿原理課中規律有哪些
杠桿原理也稱為「杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1· L1=F2·L2。式中,F1表示動力,L1表示動力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。從上式可看出,要使杠桿達到平衡,動力臂是阻力臂的幾倍,阻力就是動力的幾倍。
杠桿可分為省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿,沒有任何一種杠桿既省距離又省力,這幾類杠桿有如下特徵:
省力杠桿
L1>L2,F1<F2,省力、費距離。
如拔釘子用的羊角錘、鍘刀,開瓶器,軋刀,動滑輪,手推車 剪鐵皮的剪刀及剪鋼筋用的剪刀等。
費力杠桿
L1<L2,F1>F2,費力、省距離。
如釣魚竿、鑷子,筷子,船槳裁縫用的剪刀 理發師用的剪刀等。
等臂杠桿
L1=L2,F1=F2,既不省力也不費力,又不多移動距離,
如天平、定滑輪等。