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(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驗的影響。
第二步:先在支點左側(cè),20cm處掛一個0.5N的鉤碼,試一試需要在指點的右側(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,將實驗所測數(shù)據(jù)填入實驗記錄的表格內(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),再做一次實驗)。
第三步:將支點左側(cè),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(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驗誤差。
第四步:通過兩次記錄的實驗數(shù)據(jù),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(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(xué))