实验19 探究杠杆的平衡条件-【实验攻略】备战2024年中考物理必考实验精讲练

实验19 探究杠杆平衡条件（原卷版） 《探究杠杆平衡条件》属于课标要求必做实验。实验要求学生利用相关器材，探究杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间的定量关系。这就给杠探究杠杆平衡条件实验提出更高的要求，为此，此实验也就理所应当地成为中考试卷中力学实验考题出现概率较高的题型。 《探究杠杆平衡条件》所占分值一般在3分-7分之间。考试内容主要是力臂、验证杠杆的平衡条件、对实验探究的设计、思路和探究过程，通过探究实验加深对知识的理解和掌握并考查考生对此实验认识程度。实验探究在具体的实验过程当中，考察的主要是细节的问题，在实验过程中，其变化并不太多，所以在细节方面的把握，同学们一定要做到位。 另外，近些年中考物理各题型，知识点之间的联系也越来越密切，比如说杠杆的平衡条件可以结合浮力，压强以及整个机械运动的其他板块进行结合考察，所以对于知识点之间的联系或者是运用不太熟练的同学，一定在复习阶段对每部分的基础内容以及方法先掌握到位，在后期进行知识点融合的过程当中，才能比较顺畅。 实验探究-杠杆的平衡条件 【实验目的】(1)知道什么是杠杆的平衡；(2)通过实验得出杠杆的平衡条件；(3)体验利用归纳法得出杠杆平衡条件的过程。 【提出问题】在学习二力平衡时，如果作用在物体上的几个力相互平衡，物体就处于平衡状态。因为杠杆会转动，所以杠杆在动力和阻力作用下静止时，与二力平衡的情况是不同的，杠杆平衡不仅与力的大小有关，还可能与力的作用位置有关 【猜想与假设】一般情况下，当杠杆静止或匀速转动时，我们就说此时杠杆处于平衡状态，对杠杆处于平衡状态时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在的关系，我们可作出如下猜想： A.动力+动力臂=阻力+阻力臂 B.动力-动力臂=阻力-阻力臂 C. D.动力×动力臂=阻力×阻力臂 【实验设计】杠杆是否平衡是由动力、阻力、动力僻和阻力臂共同决定的。为了探究其平衡条件,可以在杠杆处于静止状态时,分别测出动力F₁、阻力F₂、动力臂l1和阻力臂l₂,然后经过大量数据的对比、分析、归纳得出杠杆的平衡条件。 【实验步骤】(1)调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时，在水平位置保持平衡； (2)在支点两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆再一次在水平位置平衡，如图所示。这时杠杆两侧受到的作用力分别等于两侧钩码所受的重力，力臂为悬挂点到支点的距离； (3)设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F₁,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F₂,测出杠杆平衡时的动力臂l₁和阻力臂l₂,把F₁、F₂、l₁、l₂的数值填入表格中。 (4)改变钩码个数和位置,多做几次实验（避免偶然性）,将实验得到的数据填入表格中 实验 序号 动力F₁/N 动力臂l₁/cm 动力×动力 臂/(N·cm) 阻力F₂/N 阻力臂l₂/cm 阻力×阻力臂/(N·cm) 1 1.0 10 10 0.5 20 10 2 2.0 15 30 1.5 20 30 3 4.0 10 40 2.0 20 40 … 【实验结论】分析实验数据，发现每次杠杆平衡时，动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，即动力×动力臂＝阻力×阻力臂，或F₁l₁=F₂l₂。 《探究杠杆平衡条件》常考问题： 1.试验前杠杆不平衡应如何调节：调节两端平衡螺母； 2.实验前，如何调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡：按“左偏(低)右调，右偏(低)左调”的原则； 3.为什么要使杠杆在水平位置平衡：便于读出力臂大小；克服杠杆自身重力的影响； 4.杠杆的支点在中间位置目的：为了消除杠杆自重影响； 5.杠杆平衡状态的判断：处于静止状态或者左右匀速晃动的杠杆均处于平衡状态； 6.为什么每次都让杠杆在水平位置处于平衡状态呢：这是因为此时力臂和杠杆重合，可以直接从杠杆上读出力臂； 7.两侧挂上钩码后判断是否平衡：根据平衡条件判断； 8.力或力臂的计算：根据杠杆平衡条件进行计算； 9.让杠杆处于静止状态：方便进行实验； 10.实验中，为什么要多次实验，收集不同数据：使实验结论更具有普遍性； 11.本实验中可以将钩码换成弹簧测力计，这样做的好处是：可以从弹簧测力计上直接读出力的大小； 12.当弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆后，测力计的示数会逐渐变大，这是因为拉力的力臂变小了，而且弹簧测力计越倾斜，力臂越小，示数就会越大； 13.注意根据本实验做出的各种变形题。比如用弹簧测力计一直竖直向上拉杠杆的一端，或者弹簧测力计的拉力方向一直与杠杆垂直。 A组（中考真题感知） 1.（2023·成都）在探究杠杆平衡条件的实验中： （1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码，在杠杆两