杠桿要在水平位置平衡的原因_第1頁
杠桿要在水平位置平衡的原因_第2頁
杠桿要在水平位置平衡的原因_第3頁
杠桿要在水平位置平衡的原因_第4頁
杠桿要在水平位置平衡的原因_第5頁
已閱讀5頁,還剩11頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

學(xué)科物理

杠桿要在水平位置平衡的原因

——蔣新

目錄一、杠桿及其平衡條件二、由探究杠桿平衡條件引出問題三、實(shí)驗(yàn)前杠桿的受力情況四、探究杠桿平衡條件的方法五、總結(jié)一、杠桿及其平衡條件1.什么是杠桿?

物理學(xué)中,將在力的作用下可繞一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒成為杠桿。2013新蘇科版物理九年級《11.1杠桿》P32.杠桿的平衡條件

動力x動力臂=阻力x阻力臂2013新蘇科版物理九年級《11.1杠桿》P4二、由探究杠桿平衡條件引出問題

教材強(qiáng)調(diào),需調(diào)節(jié)杠桿的平衡螺母,使它在水平位置保持平衡。但教材中并沒有具體的說明為什么要在水平位置平衡,難道杠桿傾斜就無法完成實(shí)驗(yàn)探究嗎?就此問題,作者做出系列探討2013新蘇科版物理九年級《11.1杠桿》P3教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)探究杠桿平衡條件兩個教學(xué)案例中,授課老師都提到了實(shí)驗(yàn)前需將杠桿在水平位置保持平衡,這真是必須步驟嗎?杠桿平衡條件_01_0301杠桿平衡條件_02_0532三、實(shí)驗(yàn)前杠桿的受力情況

杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動。通常為了方便實(shí)驗(yàn),我們祈求的平衡是靜止時的平衡,也就是水平位置和傾斜位置的平衡。為了探究此次問題,作者分析了兩種平衡下杠桿的受力情況。1.杠桿水平位置平衡時的受力如右圖:杠桿在水平位置平衡時,它的支點(diǎn)是O`,重心則在O點(diǎn),重心是在支點(diǎn)的正下方。這個時候,杠桿受到兩個力的作用,重力G和繩子的拉力F,這兩個力是平衡力,此時重力的力臂為0。因此在實(shí)驗(yàn)前調(diào)解杠桿在水平位置平衡消除了杠桿自身重力對平衡的影響。2.杠桿傾斜位置平衡時的受力

當(dāng)杠桿傾斜平衡時,部分人認(rèn)為此時重心位置在支點(diǎn)O`的正下方右側(cè),如右圖1,為了平衡杠桿還受到經(jīng)過O`沿杠桿左邊的摩擦力f。

作者認(rèn)為右圖1中對杠桿受力分析有誤。摩擦力f和懸線拉力F的合力過支點(diǎn)O`指向左上方,這個合力無法與重力G平衡。正確的受力應(yīng)該是右圖2所示,此時重心仍然在支點(diǎn)O`的正下方此時的重力臂仍然為0。圖1圖2四、探究杠桿平衡條件的方法

了解了實(shí)驗(yàn)前的兩種情況下杠桿平衡時的受力情況,就可以對杠桿平衡問題做更深一步的研究,探究杠桿平衡條件的方法也有兩種。1.水平位置平衡

如圖3所示,安裝好杠桿,調(diào)節(jié)兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡;如圖4所示,在杠桿的左邊掛一定數(shù)量的鉤碼,用彈簧測力計在某一位置豎直拉住杠桿,使杠桿在水平位置平衡,分別記下動力F1,動力臂L1,阻力F2,阻力臂L2。圖3圖4分析:

實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,重力的力臂為0,當(dāng)杠桿上施加了動力F1和阻力F2以后仍然使杠桿水平位置平衡,此時杠桿的重心位置沒有變化,影響杠桿轉(zhuǎn)動的力只有動力和阻力,力臂可以直接讀取,這種方法簡單易行1.傾斜位置平衡

如圖5所示,安裝好杠桿無需調(diào)節(jié)平衡螺母,杠桿在傾斜位置平衡,記下懸線與杠桿夾角a。如圖6所示在杠桿的左邊掛一定數(shù)量的鉤碼,用彈簧測力計某一位置豎直拉住杠桿,使杠桿在傾斜位置平衡,并保持懸線與杠桿夾角a分別記下動力F1,動力臂L1,阻力F2,阻力臂L2。圖5圖6分析:實(shí)驗(yàn)沒有前調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,杠桿重力的力臂仍然為0,當(dāng)杠桿上施加了動力F1和阻力F2以后仍然相同傾斜位置平衡,此時杠桿的重力臂仍然為0,影響杠桿轉(zhuǎn)動的力只有動力和阻力兩個力。實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵有兩點(diǎn):一是保持懸線與杠桿的夾角a不變,如果杠桿上施加動力和阻力后,杠桿平衡時懸線與杠桿夾角a發(fā)生了變化,杠桿重力的力臂將不再是0,此時影響杠桿轉(zhuǎn)動的力將會有動力、阻力和杠桿自重三個力,初中階段不研究三個力的杠桿平衡問題。二是力臂的測量。力臂不能從杠桿上直接讀取,必須測量從支點(diǎn)到力作用線的距離,這回給實(shí)驗(yàn)帶來很大的測量難度和測量誤差。五、總結(jié)一、實(shí)驗(yàn)前杠桿調(diào)節(jié)水平或者不調(diào)節(jié)水平都可以消除杠桿自重對平衡的影響,實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)僅僅是為了方便讀取力臂,這與傳統(tǒng)的解釋實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)是為了消除杠桿自身重力影響是存在偏差的。二、實(shí)驗(yàn)教

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論