自学导航——分组实验：研究杠杆的平衡

分组实验：研究杠杆的平衡
课前预练
实验目的：
。
2．实验器材： 。
3．实验前必须调节杠杆两端的 ，使杠杆在 处于平衡状态。
4．在本实验中，杠杆两边受到的力分别等于 。杠杆两边受到的力的力臂等于 。
课内演练
【例题】根据如图3.3—3所示的实验装置回答问题：
(1)实验前没有挂钩码时，发现杠杆的左端下倾，应将杠杆右端的螺母向 (填“左”或“右”)边旋一些，使杠杆在水平位置平衡。
(2)实验时只有8只相同的钩码，杠杆上每格等距，当在A点挂4只钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡?(请设计两种方案)
① 。
② 。
点拨 (1)本题考查杠杆的平衡条件。
(2)满足杠杆平衡条件的答案并非唯一。
课后训练
基础达标
1．在做“研究杠杆的平衡”实验中，需用的器材有杠杆和支架、尺、线、 、
。实验的第一个步骤是把杠杆的中点支在支架上，调节杠杆两端的
，使杠杆在 位置平衡。这样做的目的是 。
做“研究杠杆的平衡”实验时，所需的器材是：杠杆、支架、钩码、直尺、细线、
。如图所示，当沿F。方向施力时，杠杆平衡。某同学沿虚线方向用F斜拉，杠杆平衡，则弹簧测力计读数将 ，原因是
。
3．如图所示是小明同学三次实验的情景，实验时所用的钩码每个重0.5牛，杠杆上每一格长5厘米，部分实验数据已记录在下表中。
实验
序号
动力
F1／牛
动力臂
l1／厘米
阻力
F2／冬
阻力臂
l2／厘米
1
1.5
1O
1
2
1
20
10
3
1
20
1.5
10
(1)将表格中的实验数据补充完整。
(2)小明的第3次实验的数据存在错误，其错误是 。
4．如图所示，杠杆挂上钩码后恰好平衡，每个钩码质量相同。在下列情况下杠杆还能保持平衡的是( )
A．左右钩码各向支点移一格
B．左右钩码各减少一个
C．左右钩码各减少一半
D．左右钩码各增加两个
拓展提高
5．一根刻度准确的杆秤，若其秤砣上粘上了一块重物，那么用它称东西时，其读数( )
A．将比实际质量大 B．与实际质量相同
C．将比实际质量小 D．大小难以确定
6．在“研究杠杆的平衡”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干。
(1)将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，如果将杠杆右侧的平衡螺母向左调到头了，杠杆右端仍下沉，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向 调，直到杠杆在水平位置平衡为止。
(2)某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为 F1＝6牛、 l1＝20厘米、F2＝4牛和l2＝30厘米。该同学根据这些数据能否得出实验结论?
。理由是：
。
(3)使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡条件。这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为哪种实验方案好，并说明理由：
。
(4)如图所示，杠杆在水平位置平衡。如果在两侧钩码下再各挂
一个相同的钩码，则杠杆 端将下沉。
参考答案
课前预练
1．学会用简单的器材研究杠杆的平衡条件，根据实验数据得出杠杆平衡条件的数学表达式2．杠杆及其支架、钩码、尺、线
3．螺母 水平位置
5．所挂钩码受到的重力 杠杆支点到钩码悬挂点的距离
课内演练
【例题】(1)右 (2)在右格处挂4个钩码 在右4格处挂3个钩码[解析：(1)由杠杆平衡条件可知，当杠杆左端下倾时，G左·l左＞G右·l右，要使杠杆在水平位置平衡，则应使G右·l右增大，即应使l右增大，所以螺母向右边旋一些。(2)若使杠杆在水平位置平衡，必须达到杠杆平衡条件(设一个钩码的重力为G，杠杆上每一小格的长度为l)，则G左·l左＝4G×3l＝12Gl,只要使右边钩码的放置满足G右·l右＝12Gl 即可，所以答案可有以下几种：①在右3格处挂4个钩码；②在右4格处挂3个钩码；③在右6格处挂2个钩码。]
课后训练
1．钩码 弹簧测力计 平衡螺母 水平 便于直接从杠杆上读出力臂的长度
2．弹簧测力计 偏大 动力臂减小了
3．(1)15 2 (2)动力臂长度
4．C
5．C[解：杆秤是利用杠杆原理来称量的，若以被称量的物体重为阻力，秤砣为动力，则在称量时，阻力臂是固定的。若秤砣上粘上了一块重物，表明动力增大了。为了达到杠杆的重新平衡，动力臂要减小，即称量的示数减小，称出的质量比实际质量要小。]
6．(1)左 (2)不能得出结论 因为一次实验获得的数据具有偶然性，不能反映普遍规律 (3)杠杆在水平位置的实验方案好，便于测量力臂 (4)右[解：(1)调节杠杆平衡时，若杠杆右端下沉，表示右端太重了，不管是哪端的平衡螺母，都向杠杆上升的那端调节。(2)在研究规律时，不能仅根据一次实验就得出结论，这样的实验结果不可靠，具有偶然性，不能反映出普遍规律。(3)杠杆平衡指的是杠杆静止不动或匀速转动，倾斜一定角度时力臂的大小不能在杠杆上直接读出，很不方便，而在水平位置时，力臂的大小可以直接在有刻度的杠杆上读出，便于测量力臂。(4)杠杆在水平位置平衡时，左边钩码重，力臂小，右边钩码少，力臂较大，增加一个钩码时，右边力和力臂的乘积比较大，故右端下沉。]