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《杠桿平衡條件實驗和計算》考點+訓練

探究杠桿平衡的條件是力學中重要的實驗，而利用杠桿平衡條件計算是初中物理學生能靈活掌握的技能，中考中，杠桿平衡是重要的一個考點，各省市在歷年考試中都有題出現(xiàn)。

一、實驗：探究杠桿平衡條件：
1、實驗器材與裝置圖：杠桿、鉤碼、彈簧測力計等

2、實驗操作
（1）調(diào)節(jié)杠桿平衡：調(diào)節(jié)杠桿的平衡螺母,使杠桿不掛鉤碼時在水平位置平衡；杠桿平衡的調(diào)節(jié)方法：實驗前平衡螺母左高左調(diào)，右高右調(diào)；
（2）在杠桿的左、右兩端分別掛上不同數(shù)量的鉤碼,調(diào)節(jié)鉤碼的位置，使杠桿在水平位置再次平衡；
（3）根據(jù)鉤碼的質(zhì)量,分別算出左、右兩端鉤碼對杠桿的拉力F1、F2，量出杠桿平衡時的動力臂L1和阻力臂L2,填入表格；
（4）改變鉤碼個數(shù)或改變鉤碼在杠桿上的位置繼續(xù)實驗,再做兩次并分別將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（5）分析實驗數(shù)據(jù),得出結(jié)論。
3、交流反思
（1）實驗前讓支點處于杠桿中央，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的是避免杠桿自身重力對實驗造成的影響；
（2）實驗中調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的是便于直接從杠桿上讀取力臂；
（3）平衡螺母的作用是實驗前調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，實驗過程中不能再調(diào)節(jié)平衡螺母；
（4）多次實驗的目的是避免偶然性，使結(jié)論具有普遍性；
（5）將杠桿一端的鉤碼換成彈簧測力計的好處是能直接測出拉力的大小，實驗操作更方便，但一定要注意沿豎直方向拉動，以便測量力臂；如果測力計從豎直拉杠桿變成傾斜拉杠桿，仍保持杠桿平衡，測力計的示數(shù)會變大，因為力臂會變小；
（6）數(shù)據(jù)分析時，要注意不同的物理量不能進行加減計算，但可以進行乘除法計算，如不能進行F1+L1的計算，可以進行F1L1的計算。
4、實驗結(jié)論：杠桿的平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂，數(shù)學表達式：F1l1＝F2l2或 （動力臂是阻力臂的n倍，動力就是阻力的 ）
二、利用杠桿平衡條件計算：
1、題型分析
（1）已知F1、F2、L1、L2四個量中的三個計算第四個量，通過將F1l1＝F2l2變形，再直接帶入求解即可。
（2）已知F2L2一定，分析F1與L1之間的關(guān)系，常常用來計算或畫最小力，關(guān)鍵是找到最大動力臂：
①當動力作用點確定后，支點到動力作用點的線段即為最大動力臂；
②動力作用點沒有規(guī)定時，應(yīng)看杠桿上哪一點離支點最遠，則這點到支點的距離即為最大動力臂。
（3）杠桿原來平衡，改變其中的一個要素，判斷杠桿能否平衡或如何平衡操作才能使杠桿平衡：關(guān)鍵看ΔF1L1（動力與動力臂乘積變化量）與ΔF2L2的（阻力與阻力臂乘積變化量）大小問題。（杠桿水平平衡時，杠桿的格數(shù)可以看成力臂）