实验十五 探究杠杆平衡条件的实验

【探究目的】：

杠杆的平衡条件

【实验器材】：

杠杆、钩码盒一套、弹簧测力计、 细线、 刻度尺；

【探究假设】：

杠杆的平衡可能与“动力和力臂的乘积”、“阻力和阻力臂的乘积”有关。

【实验步骤】：

①调节杠杆两端的 ，使横梁平衡。

②在杠杆的左右两端分别用细线依次悬挂个数不同钩码【每一个钩 50g=0.05kg ，重为：

G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N 】，（假设左端砝码的重力产生的拉力为阻力 F 2 ，右端钩码的重力产生的拉力

为动力 F 1 ，）先固定 F 1 大小和动力臂 l 1 的大小，再选择适当的阻力 F 2 ，然后移动阻力作用点，改变阻力臂

l 2 大小，直至杠杆平衡，分别记录下此时动力 F 1 、动力臂 l 1 、阻力 F 2 和阻力臂 l 2 的数值，并将实验数据记

录在表格中。

③固定 F 1 大小和动力臂 l 1 的大小，改变阻力 F 2 的大小，在移动阻力作用点，改变阻力臂 l 2 大小，直至杠杆

平衡，记录下此时的阻力 F 2 和阻力臂 l 2 的数值，并填入到实验记录表格中。

④改变动力 F 1 的大小，保持动力臂 l 1 的大小以及阻力 F 2 大小不变，再改变阻力 F 2 作用点，直至杠杆重新平

衡，记录下此时动力 F 1 大小和阻力臂 l 2 的大小，并填入到实验数据记录表。

⑤整理实验器材。

【数据记录】：实验数据记录表如下：

动力

F1 （ N ）

动力臂 l 1 (cm)

动力 × 动力臂

(NM

阻力

F 2 (N)

阻力臂

l 2 (cm)

阻力 × 阻力臂 (N•m)

步骤 2

步骤 3

步骤 4

【实验结论】：根据实验记录数据，探究结论是： 公式表示：

思考：在上述探究实验中，为什么每次都要使杠杆在水平位置保持平衡？

答：可以方便用刻度尺来直接测出实验中杠杆的力臂大小

【考点方向】：

1 、实验前杠杆的调节： 。

2 、将杠杆调成水平平衡的目的是： 。

3 、选择杠杆终点作为支点的好处： 。

4 、将砝码换成测力计的好处是： 。

5 、将砝码换成测力计的缺点是： 。

6 、如上图，乙图和丙图中，弹簧测力计的示数作怎样变化： 。

7 、你认为哪个图更合理？答：

。

8 、使用弹簧测力计代替钩码最终目的是： 。

9 、多次实验的目的是： 。

【经典例题】：

【母题】：小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件．

(1) 若实验前杠杆静止如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡状态”或“不平衡状态”），可将杠

杆两端的平衡螺母向 ________( 填“左”或“右” ) 调节，使杠杆在水平位置平衡．目的是 .

(2) 在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是 ________________ ．

(3) 在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格

中．

次序

F 1 /N

l 1 /cm

F 2 /N

l 2 /cm

1

1

10

2

5

2

2

10

1

20

3

2

15

3

10

小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是： ____________________________ 。

(4) 杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的 A 点处挂 4 个钩码，如图乙所示，为使杠杆在水平位置重新平衡，应

在 B 点挂 个钩码．如果将 B 处的钩码换成弹簧测力计，那么手对弹簧测力计的拉力 （选填“大于”

“等于”“小于”）六个钩码的重力。

(5) 当杠杆平衡后，将 A 点和 B 点下方所挂的钩码同时向支点 O 靠近移一格，杠杆 ____________( 填“左侧

下降”“右侧下降”或“仍水平平衡” ) ．

(6) 如图丙所示，用弹簧测力计在 C 处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向

左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 ________( 填“变大”“变小”或“不

变” ) ，原因是 。

(7) 小明实验时改变钩码的个数和位置进行了多次实验，其目的是 ________ ．

练习 1 ：（ 2019  苏州）利用杠杆开展相关实验探究：

（ 1 ）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺

母向

（选填“左”或“右”）调节，直到杠杄在水平位置平衡；