杠杆平衡条件是什么原理(杠杆平衡条件是什么方法)

杠杆是在力的作用下绕固定点转动的硬杆。在这根硬杆上，有支点，有动力，有阻力，有动力臂，有阻力臂。

在日常生活中发现，有的杠杆是旋转的，有的杠杆是静止的；有的杠杆支点在中间，有的杠杆支点在一端。只要关注生活，就会发现身边各种各样的杠杆。如跷跷板、信号灯架等。

跷跷板信号灯

从上面的例子可以看出，杠杆在力和阻力的作用下处于静止状态或匀速转动，这在物理学上叫做杠杆平衡。

[举手提问]

什么是杠杆平衡？影响杠杆平衡的因素有哪些？杠杆平衡的条件是什么？

[新课学习]

[思考讨论]

2019年央视主持人大赛，有一道考题是一部动画片里的场景。想一想:为什么出手后说没有赢家？

第一，杠杆平衡

1.杠杆平衡的定义

在物理学中，杠杆在力和阻力的作用下静止或匀速转动称为杠杆平衡。

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。在实验室里，我们主要探索静止时的杠杆平衡。

例如:

水平位置平衡，倾斜位置平衡

二、影响杠杆平衡的因素

[观察和实验]

1.改变平衡杠杆一侧的钩码数，你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，你会发现杠杆失去平衡。

3.推动平衡杆一侧的钩码挂线，改变作用力方向。你会发现杠杆失去了平衡。

4.改变平衡杆的支点位置(支点在杠杆的一端)，然后改变力的方向，重新平衡杠杆。

从上面的操作可以看出，力的大小、方向、作用点、支点位置都会影响杠杆的平衡，而支点、力的方向、作用点的变化都可以通过力臂反映出来。

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，力、阻力、力臂、阻力臂之间是什么关系？

第三，杠杆平衡的条件

[观察和实验]

在探索杠杆平衡的条件时，需要测量力、阻力、力臂和阻力臂。

力臂可以用刻度尺测量。但如果实验中杠杆在水平位置不平衡，就很难用刻度尺测出力臂和阻力臂的大小。

实验前，杠杆应在水平位置保持平衡，力臂的长度与杠杆的长度相等，这样便于测量力臂。

如图所示，杠杆处于平衡的水平位置。

图实验力臂示意图

由于实验室使用的杠杆标有刻度，实验时不需要用刻度测量力臂，直接读取支点到钩码悬挂点的距离即可读取力臂和阻力臂。

[实验反思]

1.在实验中，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在不钩住的情况下平衡在水平位置。这样做的好处是

(1)方便测量动力臂和阻力臂；

(2)消除杠杆本身重力对实验的影响。

2.为了避免实验的偶然结论，获得普遍规律，实验至少要做3-5次。

3.当杠杆的支点在一端时，由于拉力与杠杆不垂直，拉动杠杆的弹簧测力计的指示发生变化。

4.在挂钩码或更换力臂的操作过程中，不要调节杠杆两端的螺母来平衡杠杆。

【中考真题训练】

(2019聊城)(5分)

1.下面是肖聪用一根尺度均匀的齐次杠杆探索“杠杆平衡条件”的实验。

(1)实验前，为了方便测量力臂，应将杠杆调整到平衡位置，杠杆中点放在支架上。当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应调整平衡螺母的一端(选择“左”或“右”)。

(2)调整平衡后，在杠杆的B点挂6个钩码，如图A所示，然后在A点挂同样的钩码，杠杆在水平位置仍保持平衡。

(3)图B是肖聪用弹簧测力计做的实验场景。已知杠杆长5cm，钩码0.5N请填写下表。

以上实验数据不符合杠杆平衡的条件，问题的原因是。

2.(2019苏州)(5分)

利用杠杆作用进行相关实验；

(1)安装杠杆，将其置于水平位置，然后放开。如果杠杆顺时针旋转，如图a所示。然后调节平衡螺母到(选择“左”或“右”)直到杠杆平衡在水平位置；

(2)如图B，在A点挂三个重力为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计垂直下拉杠杆，使其平衡在水平位置，弹簧测力计的个数为N；

如果在第(1)项所述的情况下不调整平衡螺母直接进行上述实验，弹簧测力计的指示将为(选择“大”、“小”或“不变”)；

(3)始终垂直下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转动一定角度，如图c所示，在此过程中，弹簧测力计的力臂(选择“变大”、“变小”或“不变”，下同)和拉力的大小。

3.(2019威海)(6分)

小明用杠杆做了如下实验。实验中使用的每个钩码质量相等，杠杆上相邻刻线之间的距离相等。请回答以下问题:

(1)如图A所示，将杠杆的中点放在支架上。当杠杆静止时，发现杠杆的左端下沉。如果你想在水平位置平衡杠杆，你应该调整杠杆的平衡螺母。

杠杆在水平位置平衡后，在a点挂两个钩码，要再次在水平位置平衡杠杆，在B点挂一个钩码；之后在A点和B点再加一个钩码，杠杆就(选择“不动”、“顺时针转”或“逆时针转”)。

(2)如图B，小明在A点和C点悬挂等重的载物托盘，左托盘盛物，右托盘加减重量，做了一个平衡。用了什么样的杠杆来实现这种平衡？。

(3)小明正确使用自制天平称量物体质量时:

①如果支点0由于某种原因向右移动，测量值的真实值(可选“大”

在“等于”或“小于”)中；

②如果重量由于生锈等原因而质量增加，测量值的真实值(可选“大

在“等于”或“小于”中)。

4.(2018临沂)

图A所示的杠杆是水平平衡的。如果一个同等重量的物体悬挂在支点两侧的物体下面，如图B所示，杠杆()

A.右端下沉

B.左端下沉

C.为了保持平衡，左端的物体应该向右移动。

D.为了保持平衡，另一个物体应该挂在右端。

参考答案:

1.(1)水平向右(2)4

(3)3.8弹簧测力计不垂直下拉(或动力臂不等于0，15m)。

2.(1)左(2)2.0更小(3)更小不变。

(3)小题提示图

3.(1)右4逆时针旋转

(2)等臂杆(3)①大于②小于

4.A