中考物理实验专题突破针对训练实验18探究杠杆平衡的条件

实验十八探究杠杆平衡的条件

◎核心考点：

【设计与进行实验】

1.实验器材：杠杆、钩码若干、铁架台、刻度尺；

2.实验步骤：

①把杠杆支在支架上，调节平衡螺母，使杠杆　在水平方向　平衡；

②把三个钩码挂在杠杆两侧（左边2个，右边1个），移动钩码的位置，使杠杆仍在水平方向平衡（下图）。把支点左方的钩码对杠杆的作用力（等于钩码受的重力）当作阻力，把支点右方的钩码对杠杆的作用力当作动力，将动力F1，动力臂L1，阻力F2，阻力臂L2的数值填入表中。

③在左方钩码下再增加2个钩码，位置不变，移动右方钩码位置，使杠杆重新在水平方向平衡，将实验数据也填入表中。

④在杠杆两侧挂上个数相同的钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置平衡，将测得的力和力臂记在表中。

⑤如下右图所示，把钩码挂在杠杆一侧，用弹簧测力计在同侧竖直向上拉住杠杆，使杠杆在水平位置平衡，把钩码拉杠杆的力当作阻力，把弹簧测力计拉力当作动力，将力和力臂的数据填入表中。

实验记录

【分析和论证】由表格可知：动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。

【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（第一次）：

①平衡螺母调节原则：左偏右调，右偏左调；

②在水平位置平衡的目的：方便测量力臂；

③让杠杆的重心在支点上的目的：重力的力臂为0，消除杠杆的重力对实验的影响。

（2）实验时让杠杆在水平位置平衡（第二次）的目的：方便读出力臂大小。

（2）实验应多次测量：改变钩码的质量和钩码的位置，使结论具有普遍性；

（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）在杠杆支点处用弹簧测力计施加一个垂直杠杆向上的力是否会影响杠杆的平衡：不影响，这个力的力臂为0。

（6）弹簧测力计斜拉和竖直拉方案的评估。

（7）杠杆平衡条件在生活中的应用。

（8）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。

◎针对训练

在探究“杠杆平衡的条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆（每小格均等长）、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1 N的钩码。

（1）为了便于测量力臂要将如图甲所示杠杆调节在水平位置平衡，应将平衡螺母适当往（选填“左”或“右”）调。

（2）杠杆调节好后，进行了三次实验，实验情景如图乙、丙、丁所示，以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2，对应的力臂为L1和L2，由此可得杠杆的平衡条件为：。实验中进行多次实验的目的是（选填“A”或“B”）。

A.取平均值减少误差      B.使实验结论具有普遍性

（3）将如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个，则杠杆____________（选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。

（4）如图戊所示，用细绳竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，则拉力F为_____N；保持杠杆平衡，将细绳转到虚线位置时，拉力F大小将（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

戊

（5）某同学通过图乙、丙、丁的数据得出结论：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。这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是他没有多次实验。

（6）如果在杠杆的中点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究过程中（选填“影响”或“不影响”）杠杆的平衡，理由是：。

（7）下列四个因素中，不会带来实验误差的是______。

A.铁架台自身的重力足够大

B.单个钩码的重力不完全相等

C.悬挂钩码的绳套重力偏大

D.杠杆与转轴之间摩擦力偏大

（8）小组的其他同学进行了如下研究：

A.如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结果会怎样？

B.若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？

他们设计了如图所示的实验：

①根据如图己所示的结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1L1＝_________。（F1、F2、F3的力臂分别为L1、L2、L3）

已庚

②如图庚所示，弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码重力为阻力F2，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F1L1总是大于F2L2，其原因是__________________________。

答案：右；

（2）；B；

（3）左端下沉；

（4）1；变大；

（5）改变力的方向；

（6）不影响；这个力过杠杆的支点，力臂为零，不会影响到杠杆的平衡；

（7）A；

（8）①；②杠杆自身重力影响；