2020届中考科学教材实验突破讲义：专题十五　研究杠杆的平衡、定滑轮与动滑轮

专题十五　研究杠杆的平衡、定滑轮与动滑轮 [学生用书P100] 一、研究杠杆的平衡 杠杆在动力和阻力的作用下，保持静止状态或匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡。那么杠杆平衡时，应满足什么条件？ 1．提出问题： 杠杆平衡时，作用在杠杆上的动力F1、阻力F2 和动力臂l1、阻力臂l2之间存在着怎样的关系呢？ 2．建立假设： 两个同学在玩跷跷板，怎样才能保持跷跷板平衡？若要把自己这一端往下压，需要把自己的身体往外移动，也就是说，增大力臂。建立假设：杠杆的平衡跟动力、动力臂与阻力、阻力臂有关。 3．设计实验： 利用小组合作的方式设计实验方案。我们可以对跷跷板进行简化，如图所示，用一根带有刻度的均质木尺作为杠杆，用钩码的拉力来代替人的作用力，进行实验研究。 4．进行实验： (1)把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置处于平衡状态。 (2)在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，并左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次在水平位置处于平衡状态。这时杠杆两端受到的作用力分别等于各自钩码的重力。 将支点左边钩码对杠杆的作用力记作动力F1，右边钩码对杠杆的作用力记作阻力F2。将动力和阻力填入表内。 (3)读出动力臂l1、阻力臂l2，并填入表内。 (4)改变力和力臂的数值，重复上述实验，共做4次。把有关数据填入表内。 序号 动力F1(N) 动力臂l1(cm) 阻力F2(N) 阻力臂l2(cm) 1 2 3 4 5.分析与论证： 分析实验数据，得出实验结论：__动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即：F1×l1＝F2×l2__。 6．思考与讨论：为什么要调节杠杆在水平位置平衡，而不使它处于倾斜状态平衡？__杠杆处于水平位置平衡时，力与杠杆刚好垂直，可直接从杠杆上读出力臂的长度__。 1．通过杠杆的平衡条件实验可得杠杆的平衡公式：动力×动力臂＝阻力×阻力臂(即F1×l1＝F2×l2)。 2．实验之前要调节杠杆的平衡以减小杠杆自身重力对实验的影响。平衡调节方法与天平平衡调节方法相同，即哪边偏高，平衡螺母往哪边调。 3．实验中每次杠杆平衡都应使杠杆在水平位置平衡，此时钩码的重力与杠杆垂直，可直接从杠杆上读出力臂的长度。 典例 (2018·温州)如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定