人教版八年級下學(xué)期物理 實驗8 探究杠桿的平衡條件
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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)