专题22 探究杠杆平衡的条件 实验专项突破（知识串讲）-2022-2023学年八年级物理下学期期中期末考点大串讲（人教版）

专题22 探究杠杆平衡的条件 实验专项突破 【实验装置】 【实验结论】 杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为 【交流与评估】 （1）实验前调整杠杆在水平位置平衡： ①平衡螺母调节原则：左偏 右 调，右偏 左 调； ③让杠杆的重心在支点上的目的： 避免杠杆的重力对实验的影响，方便读出力臂 。 （2）实验时让杠杆在水平位置平衡（第二次）的目的： 方便读杠杆力臂 。 （2）实验应多次测量目的： 避免实验偶然性，让实验结论更具有普遍性 ； （3）将一端钩码换成弹簧测力计的相关分析； ①好处：能直接读出拉力的大小，实验操作更方便； ②拉动方向：竖直向下拉动（与钩码同侧时竖直向上拉动）； ③弹簧测力计从竖直拉变为倾斜拉，拉力力臂变 小 ，测力计示数变 大 ； （4）杠杆处于平衡状态的判断： 静止或匀速转动状态 。 （5）实验中，为了方便测量力臂，所以力臂和力都是垂直关系，容易误导得出杠杆的平衡条件是：动力×动力作用点到支点距离=阻力×阻力作用点到支点距离。因此应该改变力的方向进行实验 1．探究杠杆的平衡条件 【知识点的认识】 提出问题： 当杠杆受力平衡时将保持静止或匀速转动状态．那么杠杆平衡应满足什么条件呢． 实验步骤： （l）实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡，其目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆的重力对平衡的影响．在实验过程中，不允许再旋动两端的螺母 （2）在已调节平衡的杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆平衡．支点两边的钩码重力分别是动力FI和阻力F2，用刻度尺量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2．改变力和力臂的数值，多次实验，并将实验数据填入表格 说明：实验中使杠杆在水平位置平衡是为了方便测力臂．使杠杆在倾斜位置平衡也可得出杠杆的平衡条件，只是实验操作比较麻烦． 实验数据： 序号 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 1 5 0.5 10 2 1 10 0.5 20 3 1.5 10 1 15 得出结论： 通过分析实验数据，可知杠杆的平衡条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂，可写作F1L1＝F2L2，用比例式表示为＝ 【命题方向】 根据杠杆平衡条件进行实验是主要的命题方式，主要以解答题为主 例：物理实验小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件． （1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 　右　（选填“左”或“右”）移动，将杠杆调在水平位置的目的是为了方便测量 　力臂　． （2）实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为 　1　N． 测量序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm ① 1 20 2 10 ② 2 15 1.5 20 ③ 3 5 15 （3）有的同学按现有方案得出如下结论：“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”．这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 　B　（填字母）． A．没有改变力的大小 B．没有改变力的方向 C．没有改变力的作用点 D．实验次数较少，结论具有偶然性． 分析：（1）由图知，杠杆左端下倾，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移，这一调节过程的目的是为了直接从杠杆上读出力臂； （2）由前两组可以得到杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂．第三组已知动力和动力臂、阻力臂，所以可以得到阻力； （3）从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂． 解： （1）杠杆重心左移应将平衡螺母向右调节，直至重心移到支点处；由于力臂是支点到力的作用线的垂直距离，调节杠杆在水平位置平衡时，可以方便的读出力臂； （2）第三组的阻力为F2＝＝＝1N； （3）“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”是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向．故选项A、C、D错误，选项B正确． 故答案为： （1）右；力臂；（2）1；（3）B． 点评：探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来． 学科网（北京）股份有限公司 $