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1、65探究杠杆的平衡条件第1课时杠杆的平衡条件知识点一杠杆1杠杆的定义:物理学上,在压力的作用下能绕某一固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是直的,也可以是弯的,甚至可以是任意形状的。2杠杆的五要素(如图所示):(1)支点:杠杆绕着转动的点,叫做支点,用“O”表示;(2)动力:使杠杆转动的力叫做动力,用“F1”表示;(3)阻力:阻碍杠杆转动的力叫做阻力,用“F2”表示;(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离叫做动力臂,用“L1”表示;(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂,用“L2”表示;无论动力还是阻力,它们都是杠杆受到的力,没有绝对的界线。一般把人们施加给杠杆的力或使杠杆转动的力叫做
2、动力,而把在这时阻碍杠杆转动的力叫做阻力。3力臂的画法:要正确画出杠杆上各力的力臂,首先要明确力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。画力臂的主要步骤是:找出支点O;画力的作用线;作支点O到力的作用线的垂线段;标出符号。温馨提示:一根硬棒成为杠杆,不仅要有力的作用,而且必须能绕某固定点转动,缺少任何一个条件都不能成为杠杆。如:瓶起子在没有使用时就不能称为杠杆,杠杆的形状没有特别的要求。支点可以在杠杆的一端,也可以在杠杆的其他位置。力的作用线是沿力的方向画的一条直线,力臂是从支点到力的作用线的距离,而不是从支点到力的作用点的距离。例1如图所示,小华用苹果和桔子来玩跷跷板。她将质量相等的苹果、桔子分别
3、吊在轻杆的左、右两端,放手后,轻杆马上顺时针转动起来。使轻杆顺时针转动的力是()A苹果的重力B桔子的重力C吊桔子的绳对轻杆的拉力D吊苹果的绳对轻杆的拉力解析:设苹果和桔子对轻杆的拉力分别为动力和阻力,因为苹果与结子的质量相等,即动力等于阻力,由图知,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件知,使轻杆顺时针转动的力是吊桔子的绳子对轻杆的拉力。答案:C知识点二探究杠杆的平衡条件精练版P11实验目的:探究杠杆平衡条件实验器材:杠杆、铁架台、钩码。实验步骤:调节杠杆在水平位置平衡,在杠杆两边悬挂钩码,移动其悬挂位置,使杠杆平衡,进行多次实验,测出多组数据,从而总结杠杆平衡条件。实验结论:动力动力臂阻力阻力臂
4、,即F1L1F2L2,同时也可写成。实验注意事项:(1)杠杆的平衡调节;(2)实验在杠杆水平平衡状态下进行,使杠杆自身重力对杠杆平衡不产生影响,也方便从杠杆上直接读出力臂;(3)实验应多次进行,测出多组数据,总结杠杆平衡条件,避免一次实验数据的偶然性导致得出错误结论。例2甲、乙两位同学一起做探究杠杆的平衡条件的实验,以杠杆中点为支点,如图甲、乙所示。(1)若杠杆右端低左端高,为使其在水平位置上静止,应将左端的平衡螺母向_调节。(2)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据。根据这一次实验数据,甲同学立即分析得出杠杆的平衡条件,这种做法的不足是:_。(3)如图乙所示,乙同学设计了两种实验方案:第
5、一种弹簧测力计沿竖直方向拉,其读数为F1;第二种弹簧测力计倾斜拉,其读数为F2。第_(选填“一”或“二”)种实验方案更方便。在同等条件下,两次弹簧测力计读数F1_F2(选填“”“”或“”)。(4)乙同学用图丙装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与甲同学得出的杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是:_。解析:(1)右端低左端高,应将平衡螺母向较高的一端调节,即将左边或右边的平衡螺母向左端调节,使杠杆在水平位置平衡。(2)只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验很具有偶然性,要多进行几次实验,避免偶然性。(3)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,因此第一种实验方案更方便,此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直,能从杠杆上直接读力臂;因为第一方案的动力臂要大于第二种方案的动力臂,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂都相同的情况下,动力臂越大的越省力,所以,F1F2。(4)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。答案:(1)左(2)实验次数太少,结论具有偶然性(3)一(4)杠杆存在自重点拨:本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验调平和操作,只要平时学生做实验时多加注意,不难找出答案,同时也锻炼自己分析问题和解决问题的能力。3
限制150内