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探究杠杆原理的实验过程

发布时间:2022-01-13 08:13:08

Ⅰ 探究杠杆原理实验

杠杆原理

古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言:"假如给我一个支点,我就能把地球挪动!"这句话不仅是催人奋进的警句,更是有着严格的科学根据的。
阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作"不证自明的公理",然后从这些公理出发,运用几何学通过严密的逻辑论证,得出了杠杆原理。这些公理是:(1)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量,它们将平衡;(2)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量,重的一端将下倾;(3)在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量,距离远的一端将下倾;(4)一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替,只要重心的位置保持不变。相反,几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替;似图形的重心以相似的方式分布……正是从这些公理出发,在"重心"理论的基础上,阿基米德又发现了杠杆原理,即"二重物平衡时,它们离支点的距离与重量成反比。"
阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面,而且据此原理还进了一系列的发明创造。据说,他曾经借助杠杆和滑轮组,使停放在沙滩上的桅船顺利下水。在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中,阿基米德利用杠杆原理制造了远、近距离的投石器,利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人,曾把罗马人阻于叙拉古城外达3年之久。
这里还要顺便提及的是,在我国历史上也早有关于杠杆的记载。战国时代的墨家曾经总结过这方面的规律,在《墨经》中就有两条专门记载杠杆原理的。这两条对杠杆的平衡说得很全面。里面有等臂的,有不等臂的;有改变两端重量使它偏动的,也有改变两臂长度使它偏动的。这样的记载,在世界物理学史上也是非常有价值的

Ⅱ 怎样做杠杆实验

杠杆作用的实验

【设计】 杠杆是利用直杆或曲杆在外力作用下,围绕杆上固定点———支点转动的简单机械。本实验指导学生认识杠杆的以下几种作用:

(1)传递力的作用;

(2)改变用力方向的作用;

(3)省力(但费距离)或省距离(但费力)的作用。为了使学生体会到这些作用,最好选用重一点的物体,让学生亲自用杠杆去撬或抬,此外还可以利用杠杆尺、测力计进行一些定量的实验。

方法一

【器材】 装满学习用具的书包、长1米左右的木棍(把木棍等分为8~10份,画出等分线)、椅子。

【步骤】

(1)把木棍的中间架在小椅子背上,一端挂上重物———书包,用手握住另一端,慢慢往下压,能把书包撬起。引导学生找出杠杆的支点、力点和重点。

(2)在力点处用力向下压,力就通过杠杆传递到杠杆的另一端,把重物向上撬起。这说明杠杆有传递力的作用,还有改变用力方向的作用。

(3)使支点向重点靠近,支点每向前移动一格,撬动一二次,每次把物体撬起同样高度,会感觉到支点距离重点越近(即支点距离力点越远),越省力,但手(力点)移动的距离也越长,即越费距离。

(4)使支点向力点靠近,支点每向后移动一格,撬动一二次,每次把物体撬起同样高度,会感觉到支点距离力点越近(即支点距离重点越远),越费力,但手(力点)移动的距离也越短,即越省距离。

方法二

【器材】 杠杆尺两把(把杠杆尺均分为十二格,在每个刻度处打一个孔)、直尺、测力计、钩码、铁丝钩。

【步骤】

(1)把支架的钉子从两根杠杆尺的第6孔位(孔位从左往右数)处穿过,让该处作为支点,使两根杠杆尺保持水平。后面的杠杆尺不动,作为对照物,在前面的杠杆尺上悬挂重物和测力计。

(2)在杠杆尺第1孔位处,用铁丝钩悬挂一个50克重的钩码;把测力计钩挂在杠杆尺的第11孔位处,手握测力计,向下用力拉,可以把重物(钩码)向上撬起。找出杠杆尺上的重点、支点和力点。(挂钩码的第1孔位为重点,中间第6孔位为支点,挂测力计的第11孔位为力点。)

(3)通过测力计向下用力,可以把重物向上撬起,这说明杠杆有传递力和改变用力方向的作用。观察测力计的读数,约在50克左右,说明这时既不省力,也不费力。用直尺测量重点上升的距离和力点下降的距离,可知上升、下降的距离大致相等,说明这时既不省距离也不费距离(图1)。

(4)不改变重点和力点的位置,观察将支点移至第5、4、3、2孔位时,把重物撬起来(每次撬起同样的高度),测力计上的读数和重点、力点升降的距离。通过以上实验可以知道:支点越向重点靠近(同时也就使支点离力点越远),测力计上的读数越小,即越省力;力点下降的距离比重点上升的距离越大,即越费距离(图2)。

(5)不改变重点和力点的位置,观察将支点移至第7、8、9、10孔位时,把重物撬起来(每次撬起同样的高度),测力计上的读数和重点、力点升降的距离。通过以上实验可以知道:支点越向力点靠近(同时也就使支点离重点越远),测力计上的读数越大,即越费力;力点下降的距离比重点上升的距离越小,即越省距离

Ⅲ 探究杠杆平衡条件的原理是什么

运用能量守恒定律。杠杆在平衡时才得出你提问的那个平衡公式。而版力所做的功权(该力产生的能量)等于:力的大小*力的方向移动的距离。杠杆左右两端只能做围绕支撑点(可以看作圆心)作圆弧运动,凡是经过支撑点(圆心)的力都不做功,因为支撑点是固定的,力通过该点都不产生位移,能量也为零。所以,运用力的分解原理,杠杆一端所受的力都可以分解成垂直于杠杆的力与平行于杠杆的力,该两个力中,平行于杠杆的力(实际就是沿着杠杆方向的力)因为通过圆心而不做功,而垂直杠杆的力要达到两边平衡(能量守恒):力*位移 两边要相等。位移的大小就是圆弧的长度,因为杠杆两端只能作标准圆周运动:由数学得知,圆弧长度只与半径成正比,那就得出了:力*半径 要两半相等,而该垂直力的力臂就是半径的长度,由此得出该公式的成立。

Ⅳ 杠杆原理的证明实验

做研究杠杆平衡条件的时候如果让杠杆匀速转动起来,怎么读数(力臂长度),操作起来不方便,而效果跟杠杆处于静止状态时是一样的,所以做研究杠杆平衡条件的时候让杠杆处于静止状态这样操作起来也方便。

Ⅳ 四年级下册科学实验研究杠杆的实验步骤是什么

1、把杠杆的中点支在支架上;
2、把钩码挂在杠杆的两边,改变钩码的位置使杠杆水平平衡;
3、记下两边的钩码的重,用尺量出它们的力臂,记下实验数据;
4、改变力和力臂数值,做三次实验.
5、求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值.

Ⅵ 杠杆平衡实验报告单怎么写 要有实验目的 原理 器材 步骤和注意事项

实验目的
1、通过本次实验中,让杠杆在水平位置平衡,了解到设计实验探究的科学思想.
2、获得杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂 F1×L1=F2×L2
3、能够理解杠杆平衡状态的基本含义.
实验器材:杠杆、支架、一盒钩码、固定在杠杆上的挂物环、弹簧测力计.
实验要求:1、会组装杠杆,探究杠杆的平衡条件.
实验步骤:
第一步、把杠杆安装在支架上,使其能灵活地绕支点转动,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆处于水平静止状态,使杠杆水平静止.
第二步、先在支点左侧,20cm处挂一个0.5N的钩码,试一试需要在指点的右侧10cm处挂几个钩码,能够使杠杆再一次水平静止,杠杆水平静止后,将实验所测数据填入实验记录的表格内,将作用在杠杆左边的力,作为动力F1,则F1=0.5N,动力臂L1为20cm,F1×L1=10
作用在杠杆右侧的力为F2,F2=1N,阻力臂L2为10cm,F2×L2=10
(改变钩码的位置和钩码的个数,再做一次实验,)
第三步、将支点左侧,距支点5cm处,挂3个钩码,试试看,在支点右边15cm处,需要挂几个钩码可以使杠杆再次水平静止.
待杠杆在水平位置平衡后,把实验数据填入记录表格内,动力F1,F1=1.5N,动力臂L1为5cm,F1×L1=7.5,作用在杠杆右侧的力为F2,F2=0.5N,阻力臂L2为15cm,F2×L2=7.5.
第四步、通过两次记录的实验数据,进行对比分析,
知道:杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1×L1=F2×L2\x09
结论:a、杠杆的平衡状态是指杠杆处于匀速转动状态,或者静止状态,静止时的位置不一定是在水平位置.
b、杠杆处于平衡状态时,动力×动力臂=阻力×阻力臂
附表:
实验次数\x09动力(N)\x09动力臂(M)\x09动力×动力臂\x09阻力(N)\x09阻力臂(M)\x09阻力×阻力臂

Ⅶ 研究杠杆平衡的实验原理

当杠杆在水平位置平衡时,两边的重力的力臂可以在杠杆上读出来。
结果:动力乘以动力臂等于阻力乘以组力臂

Ⅷ 杠杆的作用实验过程

杠杆作用的实验

【设计】 杠杆是利用直杆或曲杆在外力作用下,围绕杆上固定点———支点转动的简单机械。本实验指导学生认识杠杆的以下几种作用:

(1)传递力的作用;

(2)改变用力方向的作用;

(3)省力(但费距离)或省距离(但费力)的作用。为了使学生体会到这些作用,最好选用重一点的物体,让学生亲自用杠杆去撬或抬,此外还可以利用杠杆尺、测力计进行一些定量的实验。

方法一

【器材】 装满学习用具的书包、长1米左右的木棍(把木棍等分为8~10份,画出等分线)、椅子。

【步骤】

(1)把木棍的中间架在小椅子背上,一端挂上重物———书包,用手握住另一端,慢慢往下压,能把书包撬起。引导学生找出杠杆的支点、力点和重点。

(2)在力点处用力向下压,力就通过杠杆传递到杠杆的另一端,把重物向上撬起。这说明杠杆有传递力的作用,还有改变用力方向的作用。

(3)使支点向重点靠近,支点每向前移动一格,撬动一二次,每次把物体撬起同样高度,会感觉到支点距离重点越近(即支点距离力点越远),越省力,但手(力点)移动的距离也越长,即越费距离。

(4)使支点向力点靠近,支点每向后移动一格,撬动一二次,每次把物体撬起同样高度,会感觉到支点距离力点越近(即支点距离重点越远),越费力,但手(力点)移动的距离也越短,即越省距离。

方法二

【器材】 杠杆尺两把(把杠杆尺均分为十二格,在每个刻度处打一个孔)、直尺、测力计、钩码、铁丝钩。

【步骤】

(1)把支架的钉子从两根杠杆尺的第6孔位(孔位从左往右数)处穿过,让该处作为支点,使两根杠杆尺保持水平。后面的杠杆尺不动,作为对照物,在前面的杠杆尺上悬挂重物和测力计。

(2)在杠杆尺第1孔位处,用铁丝钩悬挂一个50克重的钩码;把测力计钩挂在杠杆尺的第11孔位处,手握测力计,向下用力拉,可以把重物(钩码)向上撬起。找出杠杆尺上的重点、支点和力点。(挂钩码的第1孔位为重点,中间第6孔位为支点,挂测力计的第11孔位为力点。)

(3)通过测力计向下用力,可以把重物向上撬起,这说明杠杆有传递力和改变用力方向的作用。观察测力计的读数,约在50克左右,说明这时既不省力,也不费力。用直尺测量重点上升的距离和力点下降的距离,可知上升、下降的距离大致相等,说明这时既不省距离也不费距离(图1)。

(4)不改变重点和力点的位置,观察将支点移至第5、4、3、2孔位时,把重物撬起来(每次撬起同样的高度),测力计上的读数和重点、力点升降的距离。通过以上实验可以知道:支点越向重点靠近(同时也就使支点离力点越远),测力计上的读数越小,即越省力;力点下降的距离比重点上升的距离越大,即越费距离(图2)。

(5)不改变重点和力点的位置,观察将支点移至第7、8、9、10孔位时,把重物撬起来(每次撬起同样的高度),测力计上的读数和重点、力点升降的距离。通过以上实验可以知道:支点越向力点靠近(同时也就使支点离重点越远),测力计上的读数越大,即越费力;力点下降的距离比重点上升的距离越小,即越省距离。

Ⅸ 科学课杠杆原理实验步骤

用木棍做一个起重机 就行了 支点.主动臂.阻力臂

Ⅹ 跪求 探究杠杆平衡条件的实验 具体步骤。先后顺序分好

探究目的
探究杠杆的平衡条件
实验器材
杠杆(含支架)、钩码盒一套、弹簧测力计、细线、和
A

探究假设
杠杆的平衡可能与“动力和动力臂的乘积”、“阻力和阻力臂的乘积”有关。
实验方案
设计
步骤1.调节杠杆两端的
B
,使横梁平衡。
步骤2.在杠杆的左右两端分别用细线依次悬挂个数不同钩码,(假设左端砝码的重力产生的拉力为阻力F2,右端钩码的重力产生的拉力为动力F1,)先固定F1大小和动力臂l1的大小,再选择适当的阻力F2,然后移动阻力作用点,即改变阻力臂l
2大小,直至杠杆平衡,分别记录下此时动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l
2的数值,并将实验数据记录在表格中。
步骤3.固定F1大小和动力臂l1的大小,改变阻力F2的大小,再移动阻力作用点,即改变阻力臂l
2大小,直至杠杆平衡,记录下此时的阻力F2和阻力臂l
2的数值,并填入到实验记录表格中。
步骤4.改变动力F1的大小,保持动力臂l1的大小以及阻力F2大小不变,再改变阻力F2作用点,直至杠杆重新平衡,记录下此时动力F1大小和阻力臂l
2的大小,并填入到实验数据记录表。
步骤5.改变动力臂l1的大小,保持动力F1和阻力F2不变,移动阻力作用点,直至杠杆重新平衡,记录下此时动力臂l1、阻力臂l
2的数值,并填入到实验数据表中。
步骤6.整理实验器材。
数据记录
实验数据记录表如下:
动力F1
(N)
动力臂l1
(cm)
动力×动力臂
(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
分析论证
根据实验记录数据,探究结论是:
D

(1)依次完成上述探究报告中的A、B、C、D四个相应部分的内容:(每空1分)
A

B

C

D

(2)在上述探究实验中,为什么每次都要使杠杆在水平位置保持平衡?

(3)在探究报告中,该同学所设计的实验数据记录表是否存在一些缺陷,如何改进?1)A、B、C
B、螺母
C、0.1
D、动力×动力臂=阻力×阻力臂。
(2)便于在杠杆上测量力臂(读取力臂)(3)记录数据只有一组,应多测多记几组数据

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