问题详情:
探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前 | 杠杆静止在如图所示的位置,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节。 | |||||||||||||||||||||||||||||
(2)实验时 | ①用如图所示的方式悬挂钧码,杠杆也能在水平位置平衡(杠杆上每格等距),但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式 。 A.一个人无法**作 B.需要使用太多的钩码 C.无法测量力臂 D.力和力臂数目过多 ②在图中,不改变支点O左侧所挂的三个钩码及其位置,保持右侧第 格的钩码不动,将右侧另外两个钩码改挂到它的下方,杠杆也可平衡,继续实验。 | |||||||||||||||||||||||||||||
实验数据:
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(3)结论 | 杠杆的平衡条件是: 。 | |||||||||||||||||||||||||||||
(4)交流评估 | ①实验进行三次的目的是 (只有一个选项正确,填写对应字母)。 a.取平均值减小误差 b.归纳出物理规律 c.使每组数据更准确 ②某同学在第3次实验的基础上,将左右两侧的钩码同时向支点O移动5cm,则杠杆 。(选填“保持平衡”“左侧下沉”或“右侧下沉”) |
【回答】
(1)左;(2)①D;②3;(3)F1L1=F2L2(动力×动力臂=阻力×阻力臂);(4)①b;②右侧下沉。
【解答】
(1)杠杆不在水平位置平衡,右端向下倾斜,则重心应向左移动,故应将平衡螺母向左调节;
(2)①实验中,如图所示的方式悬挂钩码,杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果,采用这种方式是不妥当的。这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多。
②不改变支点O左侧所挂的三个钩码及其位置,将右侧另外两个钩码改挂到它的下方,根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,3G×3L=3G×nL,n=3;即保持右侧第3格的钩码不动。
(3)第一次数据:F1L1=F2L2
1.0N×0.1m=2.0N×0.05m,
F1L1=F2L2,
第二组数据:F1L1=F2L2
1.5N×0.05m=0.5N×0.15m
第三组数据:F1L1=F2L2
2N×0.15m=1.5N×0.2m
实验得出的杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2(动力×动力臂=阻力×阻力臂)。
(4)①如果实验次数太少,实验研究得出结论具有偶然*,不具有普遍*,实验结论必须在多次试验的基础上归纳得出,这样才能有效地避免实验结果偶然*出现,故选b;
②若不改变力的大小,将左右两侧的钩码同时向支点O移动5cm,
则F左L左=2N×0.1m=0.2N•m,F右L右=1.5N×0.15m=2.25N•m,
因F左L左<F右L右,
所以,杠杆将右侧下沉。
【分析】(1)杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂(重力的方向跟杠杆垂直),同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡;
(2)①在初中阶段,探究杠杆平衡条件的实验,作用在杠杆上的力只有一个动力和一个阻力,不探究多个动力或阻力的作用下的杠杆平衡。
②根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,进行判断右侧的力与力臂不变,左侧的三个钩码一起所挂的位置。
(3)杠杆的平衡条件为:F1L1=F2L2(动力×动力臂=阻力×阻力臂);
(4)①实验中为得出普遍*规律,应多次测量分析得出结论;②将左右两侧的钩码同时向支点O移动5cm,求出左右两侧钩码重力和对应力臂的乘积,力和力臂乘积大的一侧下沉。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用,要注意杠杆的平衡取决于力和对应力臂的乘积。
知识点:杠杆
题型:实验,探究题