探究杠杆平衡条件的实验作业

《探究杠杆平衡的条件》
【注意事项】 1．用测力计作阻力时，应保持测力计与杠杆成 垂直状态。同时还应注意不能使测力计的指针与刻度 板摩擦。 2．调好杠杆平衡进行实验之后不得再调整平衡 螺母。 3、交代杠杆在挂钩码前处于水平位置的目的。
杠杆的平衡条件：
1．杠杆平衡：杠杆在动力和阻力作用下静止时， 我们就说杠杆平衡。
实验一《探究杠杆平衡的条件》
【仪器和器材】杠杆，测力计，钩码，线，方座支 架。 【实验方法】 1．安装、调整杠杆 将杠杆安装在方座支架上，安装时注意使杠杆 的支撑轴成水平。调整平衡螺母，直到杠杆平衡。 2．研究动力和阻力相等的平衡 取数目相同的两组钩码，一组作动力，一组作 阻力。把它们分别挂在杠杆的两臂上，先把动力臂长 度固定，改变阻力臂的长度直到杠杆平衡。这样做3 至4次，看每次动力臂和阻力臂的长度是否相等。把 最后一次数据记入表中。
《探究杠杆平衡的条件》
3．研究动力和阻力不相等的平衡 在杠杆两臂分别挂上2个和4个钩码。改变阻力臂的 长度，直到杠杆平衡。改变动力臂的长度重复实验。看 每次的动力与动力臂的乘积和阻力与阻力臂的乘积是否 相等。把最后一次读数记入表中。 4．用测力计作阻力进行实验 在杠杆的一臂挂上3个钩码作动力，在同一臂上用测 力计向上拉杠杆作为阻力，一直到杠杆平衡。然后记下 测力计的读数以及动力臂、阻力臂的数值。这样做几次， 看阻力与阻力臂的乘积和动力与动力臂的乘积是否相等。 5．分析数据 分析以上数据可以看出杠杆的平衡条件是： 动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
次数
1 2 3 4 5 6
动力 F1/N
阻力 F2/N
动力臂 l1/m
阻力臂 l2/m
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。
F1 l1 F2 l2

杠杆平衡条件实验报告
实验目的，通过实验验证杠杆平衡条件，并掌握杠杆平衡条件
的原理和方法。

实验仪器，杠杆、砝码、支架、测量尺等。

实验原理，杠杆平衡条件是指在杠杆的两端分别施加力矩，使
得杠杆保持平衡的条件。

根据杠杆平衡条件，左右两端的力矩相等，即力矩的乘积相等。

即M1 = M2，其中M1和M2分别为左右两端的
力矩。

实验步骤：
1. 将杠杆放置在支架上，并调整好平衡位置。

2. 在杠杆的一端挂上一个砝码，记录下其重量。

3. 在杠杆的另一端挂上一个砝码，调整位置使得杠杆重新平衡。

4. 记录下另一个砝码的重量。

5. 根据记录的重量计算出左右两端的力矩，验证杠杆平衡条件。

实验结果，通过实验记录和计算，得出左右两端的力矩相等，
验证了杠杆平衡条件。

实验结论，实验结果表明，杠杆平衡条件得到了验证，力矩的
乘积相等，即M1 = M2。

通过实验，我们掌握了杠杆平衡条件的原
理和方法，加深了对力学平衡条件的理解。

自查报告，在实验过程中，我们严格按照实验步骤进行操作，
记录和计算准确无误。

但在实验中发现了一些小问题，比如在调整
杠杆平衡位置时需要更加仔细，以保证实验结果的准确性。

同时，
在实验过程中也要注意安全，避免砝码掉落导致伤害。

在今后的实
验中，我们会更加注意这些细节，以保证实验的顺利进行和结果的
准确性。

实验15探究杠杆的平衡条件基础考点梳理1.实验装置图2.实验前（1）杠杆状态的判断：静止时（包括水平位置静止和非水平位置静止）均达到平衡状态（2）选中点作杠杆支点的目的：消除杠杆自重对实验的影响，此时杠杆重力的作用线通过支点，重力的力臂为0（3）平衡螺母的作用及调节方法：作用：调节杠杆平衡；调节方法：左高左调，右高右调（4）调节杠杆在水平位置平衡的目的：a.便于测量力臂；b.避免杠杆自重对实验的影响3.实验操作（1）弹簧测力计的读数（2）实验时调节杠杆水平平衡的目的：消除杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂4.实验数据分析（1）分析实验数据时发现的问题a．实验数据如下表所示，计算出的结果不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是弹簧测力计没有竖直向下拉．实验序号动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m1 3.80.15 3.00.10b.实验数据如下表所示，得出杠杆平衡条件应为F1＝F2，l1＝l2的错误结论，原因是没有改变力的大小和位置，多做几组实验，得出普遍规律．实验序号F1/N l1/cm F2/N l2/cm 123232333334343（2）分析实验数据，得出结论：杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2.5.多次实验的目的：让结论具有普遍性，避免偶然性．6.杠杆平衡条件的应用（根据F1l1＝F2l2）（1）要使杠杆达到平衡状态，判断另一端钩码的数量或需要移动的位置．（2）杠杆平衡时，在杠杆两边同时加减相同的钩码或将两边的钩码移动相同的距离，判断杠杆向哪端倾斜．7.实验时将一端的钩码换成弹簧测力计（如图）（1）优点：能直接测量出拉力的大小，实验操作更方便.（2）操作注意事项①实验时弹簧测力计应该沿竖直方向拉杠杆，沿竖直方向拉的目的是方便读出或测出力臂的大小．斜拉也可以达到实验目的，但是力臂的大小不好测量．②弹簧测力计使用前需重新调零．（3）保持钩码的数量和位置不变，弹簧测力计竖直拉与倾斜拉的相关判断①如果只将弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，则弹簧测力计的示数变大，这是因为拉力的力臂变小，如图中l1<l2.②竖直向下拉时，拉力最小．③不管竖直拉还是倾斜拉，拉力与其力臂的乘积不变．8.实验结论拓展：杠杆在两个力的作用下平衡时，F1l1＝F2l2，此时动力作用的效果与阻力作用的效果互相抵消．如果杠杆受到动力F1、F2和阻力F3三个力的作用，杠杆的平衡条件是F1l1＋F2l2＝F3l3典型例题赏析实验结论：杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1l1＝F2l2）1.在做“探究杠杆的平衡条件”的实验时．（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向__右___（选填“左”或“右”）调节，这样操作是为了消除杠杆自重对实验的影响．要点1.平衡螺母的调节：实验前杠杆左高左调，右高右调，实验过程中不能调节平衡螺母．（2）小明挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，在下表中记录数据，然后改变钩码的数量和钩码的位置重复上述实验，其目的是让实验结论更具有普遍性．第1、2次杠杆平衡时的数据已填入下表，图乙是第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据为__1__、为___0.15__．实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m1 2.50.220.25220.15 1.50.23 1.50.1①②要点2.结论普遍性的操作：应多次改变动力或阻力的大小、作用点（位置）、方向．（3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2.（4）（科学推理）（2022安徽）第3次实验后，小明用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右侧悬挂的悬线（保持上端悬点不动），如图乙，不计摩擦，杠杆不能（选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡，原因是由于力不变，但力臂减小．要点3.关键点解读：滑轮推动悬线实质改变的是力的方向，没改变力的大小，力的方向改变则力臂变小（5）（2022宜宾）如图丙所示，由杠杆的平衡条件可知杠杆的左（选填“左”或“右”）端会下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，仅需把左侧钩码向右移动一格．（6）（装置改进）（2022河南）实验小组对探究过程交流、讨论后，按图丁所示又进行了实验，老师肯定了他们的做法，并指出用弹簧测力计斜拉也能避免得出“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”的结论，因为这样做改变了拉力方向总是和杠杆垂直的情况．在测量拉力F的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力F的力臂应为OB（选填“OA”“OB”或“AB”）.要点4.将钩码换成弹簧测力计的优点：可以连续改变拉力的方向、直接读出力的大小．注：力臂是支点到力的作用线的距离．（7）（支点位置对结论影响）（2021湘潭）实验时，不再调节平衡螺母，使杠杆的中心位置保持在O点不变，将支点换到O′点，如图戊所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡，若每个钩码的重为0.5N，则杠杆重力为__0.5___N，由此可知，将杠杆支点设在__O_（选填“O”或“O′”）点进行实验，能避免杠杆自身重力影响实验结论的得出．要点5.杠杆的中点作为支点：使得杠杆的重心落在支点上，避免杠杆自重对实验结论产生影响．（8）（宽杠杆问题）（2021陕西）如图己是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态，若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段___OB___（选填“OA”“OB”或“AB”），此时杠杆__仍能____（选填“仍能”或“不能”）保持平衡．（9）（科学论证）（2022益阳）当货车所载货物重心太靠后时，货车会翘起来，如图庚所示，这样容易造成交通安全事故．若以后轮为支点，货物对货车压力F的力臂用l1表示，货车重力G的力臂用l2表示，货车之所以会翘起来，是因为Fl1__>__Gl2.（选填“>”“<”或“＝”）2．小明利用杠杆做“探究杠杆的平衡条件”实验；（1）实验前，杠杆处于静止状态如图甲所示，此时杠杆是平衡状态（填“是”或“不是”），为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左调，此时调节杠杆水平位置平衡的目的是便于测量力臂，消除杠杆重对实验的影响；（2）杠杆调平衡后，在左侧A位置挂上钩码，且保持左侧悬挂钩码的位置和数量不变（如乙图），调节右侧悬挂钩码的数量和位置，使杠杆始终在水平位置平衡，记录对应的力F和力臂L1大小，绘制成图像如图丙所示。

实验十五、探究杠杆的平衡条件实验剖析【探究目的】探究杠杆的平衡条件【实验器材】杠杆、钩码盒一套、弹簧测力计、细线、刻度尺；【探究假设】杠杆的平衡可能与〃动力和力臂的乘积〃、〃阻力和阻力臂的乘积〃有关。

【实验步骤】①调节杠杆两端的平衡螺母，使横梁平衡。

②在杠杆的左右两端分别用细线依次悬挂个数不同钩码【每一个钩50g=0.05kg,重为：G=mg=0.05kg×10N∕kg=0.5N］,(假设左端破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Fι,)先固定%大小和动力臂I］的大小，再选择适当的阻力F2,然后移动阻力作用点，改变阻力臂12大小，直至杠杆平衡，分别记录下此时动力Fi、动力臂k阻力F2和阻力臂∣2的数值，并将实验数据记录在表格中。

③固定%大小和动力臂k的大小，改变阻力F2的大小，在移动阻力作用点，改变阻力臂∣2大小，直至杠杆平衡，记录下此时的阻力F2和阻力臂∣2的数值，并填入到实验记录表格中。

④改变动力F］的大小，保持动力臂h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Fι大小和阻力臂∣2的大小，并填入到实验数据记录表。

⑤整理实验器材。

【数据记录】：实验数据记录表如下：1动力F1(N)动力臂11(cm)动力义动力臂(NM阻力F2(N)阻力臂I2(cm)阻力又阻力臂(N∙m)步骤2步骤3步骤4［实验结论］动力X动力臂=阻力X阻力臂公式表示:F1L1=F2L2 o思考：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?答：可以方便用刻度尺来直接测出实验中杠杆的力臂大小【考点方向】：1、实验前杠杆的调节：左高右调，右高左调。

平衡后实验过程中不能在调节平衡螺母。

2、实验过程中将杠杆调成水平平衡的目的是：便于直接测量(读出)力臂。

3、选择杠杆终点作为支点的好处：消除杠杆自身重力对实验的影响。

4、将祛码换成测力计的好处是：能直接测出拉力的大小，实验操作方便。