学生实验:探究杠杆
杠杆平衡
杠杆静止不动或作缓慢匀速转动时的状态。
探究杠杆平衡的条件
实验目的:探究杠杆平衡的条件
实验器材:杠杆、钩码、弹簧测力计
猜想:杠杆平衡与哪些因素有关
力的大小
力臂
力的作用点
力的方向
G2
G1
30 cm
G1
G2
60 cm
30 cm
不同作用点下,杠杆处于平衡状态
影响杠杆平衡的因素
动力F1
阻力F2
动力臂L1
阻力臂L2
实验设计
静止和匀速转动两种平衡中,哪种平衡更便于操作?
实验设计
哪种平衡更便于测量力臂?
O
O
非水平位置平衡
水平位置平衡
杠杆的调节
实验前,调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
实验设计
根据实验器材,设计两种可行的实验方案,画出设计简图,并设计数据表格。
数据表格
F1
(N)
L1
(m)
F2
(N)
L2
(m)
1
2
3
次数
测量量
实验中应注意控制变量
数据分析
F1
(N)
L1
(m)
F2
(N)
L2
(m)
1
3
0.05
1
0.15
2
1.5
0.1
1
0.15
3
1
0.15
1
0.15
次数
测量量
数据分析
F1
(N)
L1
(m)
F2
(N)
L2
(m)
1
1
0.05
0.5
0.1
2
1
0.1
0.5
0.2
3
1
0.15
0.5
0.3
次数
测量量
实验结论
杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂
杠杆平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂
公式:
比例式:
F1(N)
L1(m)
F2(N)
L2(m)
1.2
0.15
1.5
0.1
F1的力臂不等于0.15 m
例题
如图所示,石头的质量为100 kg,支点到石头重心的距离为0.25 m,人的施力点到支点的距离为1 m。要撬动石头,人至少要用多大的力?
0.25m
1 m
解题过程
已知:m石=100 kg,L1=1 m,L2=0.25 m
求:F1
解:
答:至少需要250 N的力。
杠杆类型
省力杠杆:动力臂>阻力臂 动力<阻力;
费力杠杆:动力臂<阻力臂 动力>阻力;
等臂杠杆:动力臂=阻力臂 动力=阻力;
省力杠杆实例
起瓶器
裁纸刀
羊角锤
省力杠杆实例
剪铁皮/树枝的剪刀
抽水机
费力杠杆实例
钓鱼竿
船桨
理发剪刀
费力杠杆实例
镊子
食品夹
等臂杠杆实例
天平
跷跷板
变形的省力杠杆
辘轳