探究杠桿的平衡條件改進反思

蘇春永

實驗器材：帶有刻度的杠桿、支架、一盒鉤碼、彈簧測力計。

第一步：把杠桿安裝在支架上，使其能靈活地繞支點轉動，在掛鉤碼前，發現杠桿左端低，右端高，將杠杠左端的平衡螺母向右調，或將杠桿右端的平衡螺母向右調，使杠桿處于水平靜止狀態，使杠桿水平靜止。這樣做的目的是減少杠桿的自重對實驗的影響。

第二步：先在支點左側，20cm處掛一個0.5N的鉤碼，試一試需要在指點的右側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，將實驗所測數據填入實驗記錄的表格內，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，F1×L1=10作用在杠桿右側的力為F2，F2=1N，阻力臂L2為10cm，F2×L2=10（改變鉤碼的位置和鉤碼的個數，再做一次實驗）。

第三步：將支點左側，距支點5cm處，掛3個鉤碼，試試看，在支點右邊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，把實驗數據填入記錄表格內，動力F1，F1=1.5N，動力臂L1為5cm，F1×L1=7.5，作用在杠桿右側的力為F2，F2=0.5N，阻力臂L2為15cm，F2×L2=7.5。

在杠桿兩端掛上不同數量的鉤碼，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驗誤差。

第四步：通過兩次記錄的實驗數據，進行對比分析，知道：杠桿平衡時，動力×動力臂=阻力×阻力臂F1×L1=F2×L2。

結論：（1）杠桿的平衡狀態是指杠桿處于勻速轉動狀態，或者靜止狀態，靜止時的位置不一定是在水平位置。（2）杠桿處于平衡狀態時，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豎直向下拉的方法做實驗，用這種方法做實驗的好處是確定動力作用點后，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）