实验15 探究杠杆的平衡条件实验-备战2021年中考物理实验专题突破

实验十五、探究杠杆的平衡条件 【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，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。 ③固定F1大小和动力臂l1的大小，改变阻力F2的大小，在移动阻力作用点，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。 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。 ⑤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(NM 阻力F2(N) 阻力臂l2(cm) 阻力×阻力臂(N•m) 步骤2 步骤3 步骤4 【实验结论】 动力×动力臂=阻力×阻力臂 公式表示： F1L1=F2L2 。 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、将砝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。 5、将砝码换成测力计的缺点是：测力计本身有重量，对实验有一定的影响，使弹簧测力计的示数变大。 6、弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计示数的变化及原因：弹簧测力计示数由大变小，原因是力臂由小变大。 7、使用弹簧测力计代替钩码最终目的是：更能正确认识力臂。 8、多次实验的目的是：避免实验的偶然性，是结论具有普遍规律。 小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件． 若实验前杠杆静止如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡状态”或“不平衡状态”），可将杠杆两端的平衡螺母向_____(填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡．目的是 。 (2)在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是________________。 (3)在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中． 次序 F1/N l1/cm F2/N l2/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是： ____________________________。 (4)杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆在水平位置重新平衡，应在B点挂 个钩码．如果将B处的钩码换成弹簧测力计，那么手对弹簧测力计的拉力 （选填“大于”“等于”“小于”）六个钩码的重力。 (5)当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O靠近移一格，杠杆____________(填“左侧下降”“右侧下降”或“仍水平平衡”)。 (6)如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将________(填“变大”“变小”或“不变”)，原因是 。 (7)小明实验时改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是 。 【答案】 （1）平衡状态；右；消除杠杆自身重力对实验的影响，水平位置便于直接读出力臂。 （2）便于测量力臂； （3）F1L1=F2L2； （4）6；小于； （5）左侧下降； （6）变大；根据平衡条件，动力臂变小。 （7）避免实验的偶然性，使结论更具普遍性。 【解析】 （1）若实验前杠杆如图甲所示，左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，目的