内容正文:
6.5 探究杠杆的平衡条件
第1课时 杠杆的平衡条件
1.物理学中,把能绕____________________的硬棒(直棒或曲棒)叫杠杆。
2.如图1,杠杆绕着转动的点叫________,用符号O表示;从________到____________的距离L1和L2叫做力臂;动力的力臂叫________,阻力的力臂叫________。
图1
某一固定点转动
支点
支点
力的作用线
动力臂
阻力臂
3.杠杆在________和________作用下处于________状态,叫做杠杆平衡。
4.杠杆平衡时,杠杆的动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。用公式表示为______________。
动力
阻力
静止
F1L1=F2L2
知识点 认识杠杆
例1 下列关于杠杆的一些说法中,正确的是 ( )
A.杠杆可以不是直的
B.动力臂就是支点到动力作用点的距离
C.支点一定在动力和阻力作用点之间
D.杠杆的长度一定等于动力臂与阻力臂之和
A
例2 超市里的手推车如图2所示,某顾客推着空车前进时,当前轮遇到障碍物A时,顾客向下按扶把,这时手推车可看成杠杆,支点是________点;当后轮遇到障碍物A时,顾客向上提扶把,这时支点是________点。
图2
知识点拨 力臂是从支点到力的作用线的距离,是“点到线”的距离,而不是“点到点”的距离。力臂不一定是杠杆的长度,也不一定在杠杆上。
C
B
知识点 杠杆平衡条件
例3 小华在做“探究杠杆平衡条件”实验,实验装置如图3所示,杠杆上相邻刻线间的距离相等。
(1)实验前杠杆如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,小华应将杠杆两端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节。使杠杆在水平位置平衡的目的是___________________。
图3
左
便于测量力臂
(2)在已经调节好平衡的杠杆上挂上钩码,静止时的状态如图乙所示,此时小华应选择移动________(选填“平衡螺母”或“钩码”)使杠杆在水平位置平衡。实验中小华改变钩码的个数及位置进行了多次测量,其目的是________(选填字母)。
A.求平均值,减小误差
B.避免偶然性,得出普遍性结论
图3
钩码
B
(3)小华在实验中记录了三组实验数据,如下表:
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 2.0 10 1.0 20
3 2.0 20 4.0 10
分析表格中的数据,可得出杠杆的平衡条件:_______________(用公式表示)。
F1l1=F2l2
知识点拨 1.实验时,杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂大小。
2.实验时,支点在杠杆中间,可以减小杠杆自重对实验的影响。
3.实验前,通过调节平衡螺母使杠杆平衡,调节原则是“左低右调,右低左调”;实验时,不能再调节平衡螺母。
知识点 杠杆作图
例4 如图4所示,用一根硬棒通过支点O撬起石头,请画出石头所受重力G的示意图,以及力F的力臂L。
图4
如答图1所示
答图1
知识点拨 力臂的画法:①首先确定杠杆的支点和力的作用线(不够长则用虚线延长);②从支点向力的作用线作垂线,即是力臂;③力臂可以用“带双箭头的线段”或“虚线加大括号”表示。
1.下列关于杠杆的说法中正确的是 ( )
A.动力等于阻力时杠杆一定平衡
B.有力作用在杠杆上不一定能使杠杆平衡
C.力臂一定在杠杆上
D.力臂就是力的作用点到支点的距离
B
2.图5所示是人们日常生活中常见的用起子开瓶盖的情景。起子在使用过程中也是一个杠杆,那么这个杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点分别是 ( )
A.A、B、C
B.A、C、B
C.B、C、A
D.C、A、B
B
3.如图6,杠杆在水平位置保持静止,L1为动力F1的力臂,请在图中作出动力F1及阻力臂L2的示意图。
图6
如答图2所示
答图2
4.(2022黑龙江)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)如图7-甲所示,实验前杠杆左端下沉,则应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡。
图7
右
(2)如图7-乙所示,杠杆上刻度均匀,在A点挂3个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂________个相同的钩码;当杠杆平衡后,在A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆将______________(选填“左端下沉”“右端下沉”或“仍保持静止不动”)。
图7
4
左端下沉
(3)如图7-丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计从图7-丙位置转到图7-丁位置时,其示数会________(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是________