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实验桌上有符合实验要求的橡皮筋一根、已调好的弹簧测力计一个、刻度尺一把、细线若干。现将一块贴有白纸的木板竖直固定在一支架上,将一根两端带有调平衡螺母的杠杆安装在垂

一、题文

实验桌上有符合实验要求的橡皮筋一根、已调好的弹簧测力计一个、刻度尺一把、细线若干。现将一块贴有白纸的木板竖直固定在一支架上,将一根两端带有调平衡螺母的杠杆安装在垂直于木板平面的转轴上,并可绕转轴在平行于木板的竖直平面内自由转动,杠杆上有间距相等的刻度线,如图20所示。请你在如图所示装置的基础上,选用上述实验器材设计一个实验证明:“在杠杆平衡时,如果动力臂和阻力臂保持不变,则动力跟阻力成正比”。请你写出实验步骤(可画示意图辅助说明),画出实验数据记录表格。

考点提示:杠杆及其五要素

二、答案

(1)用细线做两个绳套,分别固定在杠杆转轴两侧的A点和B点上。调节杠杆两端的调平衡螺母使其水平平衡。把橡皮筋的一端用A点绳套固定,B点绳套挂在弹簧测力计的挂钩上。
(2)竖直向上拉动弹簧测力计,同时用力竖直向上将橡皮筋的另一端C拉到D点,使杠杆水平平衡,标记D点的位置,用刻度尺测出此时橡皮筋的长度L,把弹簧测力计的示数F1记录在表格中。
(3)将橡皮筋的C端直接挂在弹簧测力计上,竖直向上拉动弹簧测力计,使橡皮筋的长度仍为L,记录此时弹簧测力计的示数T。根据等效替代的思想,步骤(2)中橡皮筋C端拉到D点时对杠杆的拉力F2=T,将T和F2记录在表格中。
(4)仿照步骤(2)(3),不改变橡皮筋和弹簧测力计对杠杆所施拉力的作用点和方向,改变5次橡皮筋C端所拉到的位置点,同时改变弹簧测力计的拉力大小,使杠杆保持水平平衡,并记录相应的F1、T和F2
实验数据记录表:
T/N
 
 
 
 
 
 
F2/N
 
 
 
 
 
 
F1/N
 
 
 
 
 
 

试题分析:实验步骤:(1)用细线做两个绳套,分别固定在杠杆转轴两侧的A点和B点上。调节杠杆两端的调平衡螺母使其水平平衡。把橡皮筋的一端用A点绳套固定,B点绳套挂在弹簧测力计的挂钩上。(2)竖直向上拉动弹簧测力计,同时用力竖直向上将橡皮筋的另一端C拉到D点,使杠杆水平平衡,标记D点的位置,用刻度尺测出此时橡皮筋的长度L,把弹簧测力计的示数F1记录在表格中。(3)将橡皮筋的C端直接挂在弹簧测力计上,竖直向上拉动弹簧测力计,使橡皮筋的长度仍为L,记录此时弹簧测力计的示数T。根据等效替代的思想,步骤(2)中橡皮筋C端拉到D点时对杠杆的拉力F2=T,将T和F2记录在表格中。(4)仿照步骤(2)(3),不改变橡皮筋和弹簧测力计对杠杆所施拉力的作用点和方向,改变5次橡皮筋C端所拉到的位置点,同时改变弹簧测力计的拉力大小,使杠杆保持水平平衡,并记录相应的F1、T和F2。实验数据记录表:
T/N
 
 
 
 
 
 
F2/N
 
 
 
 
 
 
F1/N
 
 
 
 
 
 
考点:

三、考点梳理

知名教师分析,《实验桌上有符合实验要求的橡皮筋一根、已调好的弹簧测力计一个、刻度尺一把、细线若干。现将一块贴有白纸的木板竖直固定在一支架上,将一根两端带有调平衡螺母的杠杆安装在垂》这道题主要考你对 杠杆及其五要素 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:杠杆及其五要素

考点名称:杠杆及其五要素
  • 杠杆的定义:
    一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。


    和杠杆的五要素:

    ①支点:杠杆绕着转动的点(o)
    ②动力:使杠杆转动的力(F1
    ③阻力:阻碍杠杆转动的力(F2
    ④动力臂:从支点到动力的作用线的距离(L1)。
    ⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离(L2) 。

    一根硬棒成为杠杆的条件:
    ①要有力的作用
    ②能绕某固定点转到
  • 对概念的理解:
    (1)杠杆可以是直的,也可以是弯的。,但在外力的作用下不能变形。例如:撬棒、跷跷板、抽水机、手柄等。

    (2)定义中的力,是指作用在杠杆上的动力和阻力,且动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的,但动力和阻力不一定相反。

    (3)杠杆在力的作用下,绕固定点转动而不是平动。

    (4)不论动力和阻力,杠杆都是受力物体,作用于杠杆的物体都是施力物体。

    (5)阻力绕支点转动的方向与动力绕支点转动的方向相反。

    (6)不可把从动力作用点到支点的距离作为动力臂,或把从阻力作用点到支点的距离作为阻力臂。

    生活中杠杆支点的辨别方法:
        支点是相对于杠杆不动的点,但支点一定在杠杆上,支点不一定与动力作用点和阻力作用点在同一直线上,也不一定在动力作用点和阻力作用点之间。若让力的作用线恰好过支点,则力臂是零,这个力不能使杠杆转动。
    例:列车上有出售食品的手推车(如图所示)。若货物在车内摆放均匀,当前轮遇到障碍物A时,售货员向下按扶把,这时手推车可以视为杠杆,支点是____ ,(写出字母);当后轮遇到障碍物A时,售货员向上提扶把,这时支点是____。

    解析:把手推车视为杠杆,当前轮口遇到阻碍时,在E点向下用力时,车身转动;而车轮C却保持相对静止,所以C点为支点;当后轮C遇到阻碍时,人从 E点向上用力,车身转动而车轮B点相对静止。所以此时的支点为B点。

    答案:C  B

  • 简单机械知识梳理:

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