探究杠桿的平衡條件改進(jìn)反思

蘇春永

實(shí)驗(yàn)器材：帶有刻度的杠桿、支架、一盒鉤碼、彈簧測力計(jì)。

第一步：把杠桿安裝在支架上，使其能靈活地繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動，在掛鉤碼前，發(fā)現(xiàn)杠桿左端低，右端高，將杠杠左端的平衡螺母向右調(diào)，或?qū)⒏軛U右端的平衡螺母向右調(diào)，使杠桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，使杠桿水平靜止。這樣做的目的是減少杠桿的自重對實(shí)驗(yàn)的影響。

第二步：先在支點(diǎn)左側(cè)，20cm處掛一個0.5N的鉤碼，試一試需要在指點(diǎn)的右側(cè)10cm處掛幾個鉤碼，能夠使杠桿再一次水平靜止，杠桿水平靜止后，將實(shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)填入實(shí)驗(yàn)記錄的表格內(nèi)，將作用在杠桿左邊的力，作為動力F1，則F1=0.5N，動力臂L1為20cm，F(xiàn)1×L1=10作用在杠桿右側(cè)的力為F2，F(xiàn)2=1N，阻力臂L2為10cm，F(xiàn)2×L2=10（改變鉤碼的位置和鉤碼的個數(shù)，再做一次實(shí)驗(yàn)）。

第三步：將支點(diǎn)左側(cè)，距支點(diǎn)5cm處，掛3個鉤碼，試試看，在支點(diǎn)右邊15cm處，需要掛幾個鉤碼可以使杠桿再次水平靜止。待杠桿在水平位置平衡后，把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入記錄表格內(nèi)，動力F1，F(xiàn)1=1.5N，動力臂L1為5cm，F(xiàn)1×L1=7.5，作用在杠桿右側(cè)的力為F2，F(xiàn)2=0.5N，阻力臂L2為15cm，F(xiàn)2×L2=7.5。

在杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，保持杠桿在水平位置平衡，其目的是便于測量力臂和減少實(shí)驗(yàn)誤差。

第四步：通過兩次記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行對比分析，知道：杠桿平衡時，動力×動力臂=阻力×阻力臂F1×L1=F2×L2。

結(jié)論：（1）杠桿的平衡狀態(tài)是指杠桿處于勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，或者靜止?fàn)顟B(tài)，靜止時的位置不一定是在水平位置。（2）杠桿處于平衡狀態(tài)時，動力×動力臂=阻力×阻力臂。

如果用杠桿一端掛鉤碼，另一端用彈簧測力計(jì)豎直向下拉的方法做實(shí)驗(yàn)，用這種方法做實(shí)驗(yàn)的好處是確定動力作用點(diǎn)后，可以通過改變拉力的大小使杠桿更快地在水平方向平衡。

（作者單位：安徽省渦陽縣大李中學(xué)）