八年级：[实验]杠杆平衡的条件

杠杆是在力的作用下绕固定点转动的硬棒，在这个硬棒上有支点、动力和阻力，还有动力臂、阻力臂。

在日常生活中发现，有些杠杆在转动，有些杠杆在静止；有些杠杆支点在中间，还有些杠杆支点在一端，只要留意观察生活，会发现形形色色的杠杆就在身边。如跷跷板、信号灯架等。

跷跷板            信号灯杆

从上边例子看出，杠杆在动力、阻力作用下处于静止或匀速转动状态，在物理学中称之为杠杆平衡。

【举手提问】

1. 什么是杠杆平衡？

2. 影响杠杆平衡的因素有哪些？

3. 杠杆平衡的条件是什么？

【新课学习】

[想想议议]

在2019央视主持人大赛中有一道考题是动画片中的一个场景，想想看：为什么说枪响之后没有赢家？

一、杠杆平衡

1.杠杆平衡的定义

在物理学中把杠杆在动力、阻力作用下静止或匀速转动被称之为杠杆平衡。

静态平衡       静态不平衡

动态平衡        动态不平衡

2.杠杆平衡的例子很多，在实验室我们主要探究在静止状态下的杠杆平衡。

例如：

水平位置平衡         倾斜位置平衡

二、影响杠杆平衡的因素

[观察与实验]

1.改变平衡杠杆一侧钩码的个数，会发现杠杆不再平衡。

2.改变平衡杠杆一侧钩码的悬挂位置，会发现杠杆不在平衡。

3..推动平衡杠杆一侧钩码的悬线，改变作用力的方向，会发现杠杆不在平衡。

4.改变平衡杠杆支点位置（支点在杠杆一端），再改变力的方向才能使杠杆重新平衡。

通过以上操作可以看到，力的大小、方向、作用点及支点的位置都会影响杠杆的平衡，而支点、力的方向、力的作用点的变化均可通过力臂得以反映。

实验表明：

影响杠杆平衡的因素是杠杆的力和力臂。

那么，杠杆平衡时，动力、阻力、动力臂、阻力臂之间有怎样的关系呢？

三、杠杆平衡的条件

[观察与实验]

探究杠杆平衡条件时，需要测出动力、阻力、动力臂和阻力臂。

动力和阻力用弹簧测力计测出，力臂可以用刻度尺测出，但实验中若杠杆不在水平位置平衡，用刻度尺很难测出动力臂和阻力臂的大小。

实验前要使杠杆在水平位置平衡，力臂长就等于杠杆长，这样做就便于测量力臂了。

如图，水平位置平衡的杠杆

实验图              力臂示意图

由于实验室所用杠杆标有刻度，实验过程中力臂无需用刻度尺测量，直接读出从支点 到钩码悬挂点的距离即可读出动力臂和阻力臂。

视频：

【实验】探究杠杆平衡的条件

（选择音量横屏看）

[实验反思]

1.实验中调节杠杆两端螺母，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡，这样做的好处是

（1）便于测量动力臂和阻力臂；

（2）消除杠杆自身重力对实验的影响。

2.为了避免实验结论出现偶然性，获得普遍规律，实验至少做3-5次。

3.当杠杆支点在一端时，拉动杠杆的弹簧测力计示数出现变化，是由于拉力跟杠杆没有垂直造成。

4.在悬挂钩码或改变力臂的操作过程中，不要调节杠杆两端螺母使杠杆平衡。

【中考真题训练】

（2019 聊城)（5分）

1.下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验.

（1）实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到          位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母      （选填“左”或“右”）端调节.

（2）调节平衡后，在杠杆B点处挂6个钩码，如图甲所示，则在A点处应挂         个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡.

（3）图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知杠杆每格长5cm，钩码每个0.5N.请将弹簧测力计的示数填入下表.

上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是                                                            .

2.（2019 苏州）（5分）

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，直到杠杆在水平位置平衡；

（2）如图乙所示，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为         N;

若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数会          （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；

（3）始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示.此过程中，弹簧测力计拉力的力臂       （选填“变大”“变小”或“不变”，下同）,拉力的大小            .

3.(2019威海)（6分）

小明利用杠杆做了以下实验，实验时使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等，请回答下列题：

（1）如图甲所示，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆的左端下沉，若想使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向         调节.

杠杆在水平位置平衡后，在A点悬挂2个钩码，要使杠杆在水平位置再次平衡，需在B点悬挂         个钩码；之后在A、B两点再各增加1个钩码,杠杆将          （选填“不动”“顺时针转”或“逆时针旋转”）.

（2）如图乙所示，小明在A、C两点分别悬挂等重的载物盘，制作了一个天平，左盘盛放物体，右盘加减砝码.此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的？                   .

（3）小明正确使用自制天平称量物体质量时：

①假如支点0因某种原因向右偏移，则测量值         真实值（选填“大

于”“等于”或“小于”）；

②假如砝码因生锈等原因质量增大，则测量值        真实值（选填“大

于”“等于”或“小于”）.

4.（2018临沂）

图甲所示的杠杆是水平平衡的.如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图乙所示，则杠杆（    ）

A.右端下沉

B.左端下沉 

C.要保持平衡应将左端的物体向右移动

D.要保持平衡应在右端再加挂一个物体

参

考

答

案

在

下

边

找

哦

！

参考答案：

1.（1） 水平    右   （2）4 

（3）3.8  弹簧测力计没有垂直向下拉（或动力臂不等于0,15m）

 2. (1)左  （2）2.0  偏小   （3）变小   不变

   第（3）小题提示图

3.（1）右   4   逆时针旋转

   （2）等臂杠杆 （3）①大于  ②小于

4.   A