实验:探究杠杆的平衡条件
实验目的:
实验研究杠杆的平衡条件。
实验原理:
用弹簧测力计测出力,用刻度处测出力臂,就可以比较动力与动力臂的乘积跟阻力与阻力臂的乘积关系。
实验器材:
杠杆、弹簧测力计、钩码、线、铁架台。
实验步骤:
1.将杠杆安装在铁架台上,调整两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置保持平衡。这样做的目的是使杠杆的自重落在支点,使力臂在杠杆上便于直接读出力臂的大小。
2.研究动力和阻力相等的平衡
取数目相同的两组钩码。一组作动力,一组作阻力。把它们分别挂在杠杆的两臂上,先把动力臂长度固定,改变阻力臂的长度直到杠杆平衡。这样做三次,看每次动力臂和阻力臂的长度是否相等,把最后一次数据记录在下面的表格中。
3.研究动力和阻力不相等的平衡
在杠杆的两臂分别挂上2个和4个钩码。改变阻力臂的长度直到杠杆平衡。改变动力臂的长度重复实验。看每次动力与动力臂的乘积跟阻力与阻力臂的乘积是否相等,把最后一次数据记录在表格中。
4.用测力计作阻力进行实验
在杠杆的一臂挂上3个钩码作动力,在同一臂上用弹簧测力计向上拉杠杆作为阻力,直到杠杆平衡。记下测力计的读数以及动力臂和阻力臂的数值。这样做3次,看每次动力与动力臂的乘积跟阻力与阻力臂的乘积是否相等。把最后一次数据记录在表格中。
测量次数 动力F1/N 动力臂l1/cm F1l1/(N.cm) 阻力F2/N 阻力臂l2/cm F2l2/(N.cm)
1
2
3
分析数据:
分析以上数据可以看出杠杆的平衡条件是:力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2。
操作提示:
1.调好杠杆平衡进行实验之后,不能再调整平衡螺母。
2.用弹簧测力计作为阻力时,应保持测力计与杠杆垂直,并使杠杆在水平位置保持平衡。
交流评估:
让动力和阻力位居同侧,用弹簧测力计竖直向上拉动杠杆和斜向上拉动杠杆,比较拉力的大小是否相同,想一想为什么?
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