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探究杠杆的平衡条件提出问题如图1所示,是一种常见的杆秤.此时处于水平位置平衡.发现一:小明在左侧挂钩上增加物体,可观察到提纽左侧下沉,他认为改变杠杆的水平平衡可以通
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探究杠杆的平衡条件
【提出问题】如图1所示,是一种常见的杆秤.此时处于水平位置平衡.
发现一:小明在左侧挂钩上增加物体,可观察到提纽左侧下沉,他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的___来实现;
发现二:接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡,说明通过改变___的长短也可以改变杠杆的平衡.
那么,杠杆在满足什么条件时才平衡呢?
【制定计划与设计实验】
实验前,轻质杠杆处于如图2所示的状态,使用时,首先应将杠杆的平衡螺母向___(选填“左”或“右”)调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做的好处是___.
【实验结论】如图3所示,他们进行了三次实验,对实验数据进行分析,得出杠杆的平衡条件是___.
【拓展应用】如图4所示,是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看作是一个___杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),此杠杆的支点是图中的___点.假如托起6N的重物,请你根据图4所示,估算出手臂要用的动力大约是___N.
【提出问题】如图1所示,是一种常见的杆秤.此时处于水平位置平衡.
发现一:小明在左侧挂钩上增加物体,可观察到提纽左侧下沉,他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的___来实现;
发现二:接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡,说明通过改变___的长短也可以改变杠杆的平衡.
那么,杠杆在满足什么条件时才平衡呢?
【制定计划与设计实验】
实验前,轻质杠杆处于如图2所示的状态,使用时,首先应将杠杆的平衡螺母向___(选填“左”或“右”)调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做的好处是___.
【实验结论】如图3所示,他们进行了三次实验,对实验数据进行分析,得出杠杆的平衡条件是___.
【拓展应用】如图4所示,是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看作是一个___杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),此杠杆的支点是图中的___点.假如托起6N的重物,请你根据图4所示,估算出手臂要用的动力大约是___N.
▼优质解答
答案和解析
【提出问题】小明在左侧挂钩上增加物体,改变了杠杆所受的力,改变了杠杆的平衡;
小新移动秤砣改变秤砣对杆力的力臂,使其恢复水平位置平衡,说明通过改变力臂的长短也可以改变杠杆的平衡;
【制定计划与设计实验】图2可知,杠杆的右端上翘,应将杠杆的平衡螺母向右调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做便于测量力臂,并能消除杠杆自身重力的影响;
【实验结论】图3,设每个钩码的重力为G,每个小格的长度为L,分析三次实验,甲图:3G×3L=3G×3L;
乙图:3G×2L=2G×3L;丙图:4G×L=2G×2L;可得杠杆的平衡条件是:F1L1=F2L2;
【拓展应用】图4中,支点在C点,做出杠杆所受的力及对应的力臂,如下图:
由图知,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件,动力大于阻力,为费力杠杆;
由图知,阻力臂大约为动力臂的8倍,根据杠杆平衡条件:
F1=
=8F2=8×6N=48N.
故答案为:【提出问题】力;力臂;
【制定计划与设计实验】右;便于测量力臂,并能消除杠杆自身重力的影响;
【实验结论】F1L1=F2L2;
【拓展应用】费力;C;48.
小新移动秤砣改变秤砣对杆力的力臂,使其恢复水平位置平衡,说明通过改变力臂的长短也可以改变杠杆的平衡;
【制定计划与设计实验】图2可知,杠杆的右端上翘,应将杠杆的平衡螺母向右调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做便于测量力臂,并能消除杠杆自身重力的影响;
【实验结论】图3,设每个钩码的重力为G,每个小格的长度为L,分析三次实验,甲图:3G×3L=3G×3L;
乙图:3G×2L=2G×3L;丙图:4G×L=2G×2L;可得杠杆的平衡条件是:F1L1=F2L2;
【拓展应用】图4中,支点在C点,做出杠杆所受的力及对应的力臂,如下图:
由图知,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件,动力大于阻力,为费力杠杆;
由图知,阻力臂大约为动力臂的8倍,根据杠杆平衡条件:
F1=
F2L2 |
L1 |
故答案为:【提出问题】力;力臂;
【制定计划与设计实验】右;便于测量力臂,并能消除杠杆自身重力的影响;
【实验结论】F1L1=F2L2;
【拓展应用】费力;C;48.
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