人教版八年級下學(xué)期物理 實驗8 探究杠桿的平衡條件

人教版八下物理 實驗8 探究杠桿的平衡條件1. 在認(rèn)識到杠桿轉(zhuǎn)動跟力、力臂有關(guān)后，某實驗小組通過實驗進(jìn)一步探究杠桿的平衡條件。以下是他們的部分實驗過程：(1) 首先，將杠桿放在水平桌面上，在不掛鉤碼的情況下，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在 位置平衡，以方便直接讀出力臂。(2) 接下來，他們使杠桿在如圖位置靜止，多次實驗，記錄數(shù)據(jù)如表格所示（每個鉤碼的重力為 1N，杠桿質(zhì)量、刻度分布均勻）；小玲認(rèn)為杠桿的平衡條件應(yīng)為 F1=F2，l1=l2，而小軍則認(rèn)為實驗還需要進(jìn)一步改進(jìn)。你認(rèn)為小玲總結(jié)的杠桿的平衡條件是 （填“正確的”或“錯誤的”）。 實驗序號F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm123232333334343 (3) 如果小軍在杠桿的左端 A 點處再加掛 2 個鉤碼（即左端共 4 個鉤碼），接下來，他應(yīng)該將右端的兩個鉤碼向右移動 個格，杠桿才會再次平衡。2. 在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，所提供的器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干。(1) 實驗前，將杠桿的中點放在支架上，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿如圖甲所示，此時杠桿 （填“處于”或“不處于”）平衡狀態(tài)。(2) 調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后，小云在杠桿 A 點處掛 4 個鉤碼（如圖乙所示），應(yīng)在 B 點處掛 6 個鉤碼使杠桿再次水平平衡；此時若在 A 、 B 兩點處各增加一個鉤碼，則杠桿 （填“左”或“右”）端會下沉。(3) 小云利用如圖丙所示裝置進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是 對實驗有影響?！就卣箲?yīng)用】桿秤利用了杠桿的知識，如圖所示，若所測物體質(zhì)量增加，要使桿秤仍在水平位置平衡，秤砣應(yīng)該向 移動。（填“左”或“右”）；若秤砣有磨損，則所測物體質(zhì)量將 （填“偏大”“偏小”或“不變”）。3. 在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中：(1) 杠桿平衡后，小英同學(xué)在圖甲所示的 A 位置掛上兩個鉤碼，可在 B 位置掛上 個鉤碼，使杠桿在水平位置平衡。(2) 取下掛在 B 位置的鉤碼，改用彈簧測力計拉杠桿的 C 點，當(dāng)彈簧測力計由位置 1 轉(zhuǎn)至位置 2 的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡（如圖乙），測力計示數(shù)如何變化？ 。(3) 在探究過程中，我們需要測量和記錄動力、動力臂、阻力和阻力臂四個物理量，在進(jìn)行多次實驗的過程中，我們 （填“可以”或“不可以”）同時改變多個量進(jìn)行探究測量。(4) 小明所在小組的同學(xué)們認(rèn)真進(jìn)行實驗，實驗方案如圖丙，測量并記錄了如下表格。他們發(fā)現(xiàn)，每次實驗都是 F1l1<F2l2，這種情況顯然不是誤差造成的。經(jīng)過分析，排除了 l1 、 F2 、 l2 發(fā)生測量錯誤的可能性。那么，為什么每次測出來的動力都偏小呢？ 。請你幫他們想個合適的方法解決這個問題： 。 動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m2.821.541.341.542.841.581.861.58 答案1. 【答案】(1) 水平(2) 錯誤的(3) 3 【解析】(1) 首先，將杠桿放在水平桌面上，在不掛鉤碼的情況下，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺上的刻度直接讀出來。(2) 接下來，他們使杠桿在題圖位置靜止，多次實驗，記錄數(shù)據(jù)如題中表格所示（每個鉤碼的重力為 1N，杠桿質(zhì)量、刻度分布均勻）。小玲認(rèn)為杠桿的平衡條件應(yīng)為 F1=F2，l1=l2。小玲總結(jié)的杠桿的平衡條件是錯誤的，原因是沒有改變力的作用點，應(yīng)多做幾組實驗，得出普遍規(guī)律。(3) 設(shè)杠桿的一個小格為 L，一個鉤碼重為 G，根據(jù)杠桿平衡條件可得 4G×3L=2G×nL，解得 n=6，他應(yīng)該將右端的兩個鉤碼向右移動 6L3L=3L，即向右移動 3 個格。2. 【答案】(1) 處于(2) 左(3) 杠桿自身重力；左；偏大【解析】(1) 實驗前，將杠桿的中點放在支架上，杠桿如題圖甲所示，此時杠桿靜止，處于平衡狀態(tài)。(2) 如題圖乙所示，A 點處掛 4 個鉤碼，B 點處掛 6 個鉤碼時，杠桿在水平位置平衡，若一個鉤碼重 G，每一個小格長 L，此時若在 A 、 B 兩點處各增加一個鉤碼，支點左端：5G×3L=15GL，支點右端：7G×2L=14GL，則杠桿左端會下沉。(3) 小云利用題圖丙所示裝置進(jìn)行探究，杠桿的支點與杠桿重心不重合，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因是杠桿自身重力對實驗有影響?！就卣箲?yīng)用】桿秤利用了杠桿的知識，若所測物體質(zhì)增加，在其他條件不變時，要使桿秤仍在水平位置平衡，根據(jù)杠桿平衡條件，應(yīng)增大秤砣力臂，即秤砣應(yīng)該向左移動；若秤砣有缺損，根據(jù) G1l1=G2l2，而 G1l1 不變，由杠桿的平衡條件，可知 l2 要變大，桿秤所示的質(zhì)量值要偏大。3. 【答案】(1) 3 (2) 先變小后變大(3) 可以(4) 可能是彈簧測力計沒有調(diào)零；把彈簧測力計調(diào)零（答案不唯一）【解析】(1) 設(shè)杠桿的一個小格為 L，一個鉤碼重為 G，因為 F1L1=F2L2，即 2G×3L=nG×2L，得 n=3，所以在 B 位置掛 3 個鉤碼。(2) 由題中圖乙可知，OC 為最長力臂，當(dāng)彈簧測力計由位置 1 轉(zhuǎn)至位置 2 的過程中，動力臂先變長后變短，而杠桿在水平位置始終保持平衡，根據(jù)杠桿平衡條件可知，彈簧測力計示數(shù)將先變小后變大。(3) 在“探究杠桿的平衡條件”實驗時，本實驗中不斷改變動力（臂）和阻力（臂），在進(jìn)行多次實驗的過程中，我們可以同時改變多個量，進(jìn)行探究測量。(4) 經(jīng)過分析，在排除了 l1 、 F2 、 l2 發(fā)生測量錯誤的可能性的情況下，測出來的動力都偏小的原因可能是彈簧測力計沒有調(diào)零；解決這個問題的方法就是把彈簧測力計調(diào)零。（答案不唯一）