实验24 探究杠杆的平衡条件-【同步实验课】2023-2024学年八年级物理下册教材实验大盘点

实验24 探究杠杆平衡条件 1．【实验目的】 通过实验探究，得出杠杆平衡条件。 2．【实验器材】 （1）带有刻度尺的轻质杠杆、支架、弹簧测力计、钩码、细线等。 （2）主要器材作用： ①带有刻度尺的轻质杠杆：方便直接读出力臂。 ②钩码：方便改变动力和阻力大小。 ③弹簧测力计：方便改变力的方向。 ④细线：方便连接器材。 3. 【实验装置组装图】 4. 【实验步骤】 （1）组装杠杆，使杠杆在水平位置平衡； （2）在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡； （3）测出此时杠杆两边的力和力臂的大小，分别用F1、F2、L1、L2表示，并且记录在表格中； （4）改变钩码个数和移动钩码位置，多次实验； （5）杠杆一端挂钩码，另一端用弹簧测力计竖直向上拉动，使杠杆重新在水平位置平衡，并记录F1、F2、L1、L2大小； （6）保持钩码个数不变，改变弹簧测力计拉动方向，观察测力计示数如何变化， 5.实验记录表格： 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 动力和动力臂 的乘积 阻力和阻力臂 的乘积 1 2 3 …… …… …… …… …… 6．【实验结论】 杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂(F1L1＝F2L2) 7．【注意事项】 （1）必须用轻质杠杆并且支点要选择在杠杆的中点位置； （2）每次实验必须确保杠杆在水平位置平衡。 （3）为了得到普遍规律，应该改变钩码个数和移动钩码位置，多次实验； 1.杠杆平衡的含义： 指杠杆静止或匀速转动。 2.实验前调节杠杆水平平衡的方法： 左高向左调，右高向右调。 （实验进行中不能再调节平衡螺母） 3.实验其它考点： （1）支点选在杠杆中点的原因：避免杠杆自重影响实验结果。 （2）改变钩码个数和位置，多次实验的目的是：得出普遍规律。 （3）实验中，把钩码换成弹簧测力计的好处： A.可以改变力的方向。 B.可以直接读出拉力大小。 （4）当弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆时： 弹簧测力计示数变大。原因是拉力的力臂逐渐变小。 （5）过杠杆的支点再施加另外一个力后，是否影响杠杆的平衡： 不影响，因为这个力的力臂为零。 4.杠杆平衡时动力最小问题： （1）如何使动力最小：此类问题中阻力和阻力臂的乘积为一个定值，要使动力最小，必须使动力臂最大。 （2）要使动力臂最大需要做到： A.在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远。 B.动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。 5.实验评估： (1)杠杆一端多处悬挂钩码进行实验：力臂过多，实验操作不够简便； (2)支点没有在杠杆中点时无法得出正确结论：杠杆自重对实验有影响； 【典例1】如图所示，某学习小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码等实验器材，探究“杠杆的平衡条件”。 （1）实验前.观察到杠杆如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右侧的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节。 （2）将天平调整好后.如图乙所示，在A点挂3个钩码，应在B点挂________个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。 （3）如图乙所示，某同学用弹簧测力计替代钩码.在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数将逐渐________（选填“变大”或“变小”）。 （4）在图乙中画出杠杆受到弹簧测力计拉力的示意图及其力臂。 【典例2】 在探究“杠杆的平衡条件”实验中： （1）实验前，杠杆左端下沉，如图甲，则应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在水平位置平衡； （2）调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂l2为_________cm； （3）分析表中实验数据。得出杠杆的平衡条件为_________（用F1、F2、l1、l2表示）； 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 16.0 1.0 2 1.0 15.0 1.0 15.0 3 2.0 15.0 1.5 20.0 第3次实验的杠杆类型属于_________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，教室里的劳动工具中有这类杠，请举一例：__________；并简要说明你的判断理由__________； （4）如图丙，F始终杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将__________。（填选项代码） A． 不变             B． 变小             C． 变大