机械与功实验探究.docx

观察：杠杆平衡
1．什么叫做杠杆平衡？
物体所受的几个力的______________相互抵消了，我们就说这几个力平衡；
当动力和阻力对杠杆的__________________相互抵消时，杠杆将处于平衡状态。
2．在观察“杠杆平衡”的实验中，利用图甲这个平衡的杠杆，进行了下列研究。

①在左端加挂一个钩码后（如图乙所示），会看到 ；
②将左端钩码向右移动一格（如图丙所示），会看到 ；
③用带杆的滑轮向左推动右边挂钩吗的悬线，改变右端 （如图丁所示），会看到 。
由上述实验可以得出的结论是 。3．为了便于描述，我们引入力臂的概念，力臂是由 和 共同决定的。

实验探究：杠杆的平衡条件
实验思路：通过改变杠杆两边钩码的 和 ，使杠杆保持平衡，就可以探究杠杆平衡条件。
实验器材：杠杆平衡实验装置、等质量的钩码
实验步骤：
1.如图所示组装器材（把杠杆的中点支在支架上），调节平衡螺母，使杠杆 。
2.在杠杆左、右两端各挂一组钩码，并改变钩码的位置使杠杆 。记下两边的钩码的重即为动力F1、阻力F2，并用刻度尺量出它们的力臂L1、L2；
3.多次改变杠杆两端钩码的 和 重复上述实验。

实验表格（补充完整）：
实验次数

1
3mg
2L
6mg L
2mg
3L
6mg L
2
mg
4L
4mg L
4mg
L
4mg L
3
4 mg
4L
16mg L
4mg
4L
16mg L
数据分析：

实验结论：
实验讨论：
1.平衡螺母的作用是： 。
如图甲所示，接下来的操作是 。
如图乙所示，接下来的操作是 。

讨论1图 讨论3图
2.调节杠杆在水平位置平衡的目的是： 。
现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 （填字母）
A．没有改变力的大小 B．没有改变力的方向
C．没有改变力的作用点 D．实验次数较少，结论具有偶然性
3.如图所示，若每个钩码重0.5N，且杠杆上每格相等，小明在杠杆左端图示位置处挂上3个钩码，为使杠杆在水平位置平衡，分别在甲、乙两图中的A、B两处画出施加最小动力的示意图。

实验探究：使用动滑轮
实验目的：1.探究动滑轮中绳子两端拉力F1和F2的大小关系
2.探究用动滑轮提重物有什么优越性
实验思路：用动滑轮提升重物，用 测出提升重物时两端绳子受力大小，并用刻 测出重物升高的距离和绳子自由端移动的距离，比较得出结论。
实验器材：弹簧测力计2个、刻度尺、动滑轮、钩码若干、细绳、铁架台
实验步骤：1.如图所示组装实验装置。
2.在动滑轮下方挂上所受重力为G的钩码，读出弹簧测力计的示数F1和F2，比较F1和F2的大小。
3.用F2 拉弹簧测力计，分别测出钩码升高的高度H1和和手拉弹簧测力计将动滑轮自由端提起的高度H2并进行比较。
4，改变钩码个数，重复上述步骤，得出结论。
实验表格：
次数
G/N
H1/cm
F1/N
H2/cm
F2/N
G H1/N·cm
F2 H2/ N·cm
1
1
5.00
0.6
10.00
0.6
5
6
2
2
6.00
1.2
12.00
1.2
12
14.4
3
3
8.00
1.6
16.00
1.6
24
25.6
数据分析：第一次中G=1N,F1=0.6N，F2=0.6N ∴F1= F2，G≈2F2
H1=5.00cm H2=10.00cm ∴H1= H2/2
G H1=5N·cm F2 H2=6 N·cm ∴G H1<F2 H2
第二次中

第三次中

实验结论：1.在使用动滑轮提起重物时，绳子自由端的拉力 绳子固定端的拉力，即 。
2.使用动滑轮可以 ，但需要多移动 距离，且不能 。
3.使用动滑轮不能省功。
实验讨论：G<2F2的原因：1.用动滑轮提起重物时也提起了 ，动滑轮受重力，所以拉力变大。
2.绳与轮、轮与轴之间有摩擦，使拉力变大。

实验探究：测量滑轮组的机械效率
实验思路：利用 测量物重G和绳子自由端的拉力F， 测量物体被提升的高度h和绳子自由端移动的距离S，依据 计算出不同滑轮组提升相同物重和同一滑轮组提升不同物重时的机械效率，比较得出结论。
实验器材： 、 、钩码、铁架台、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组、长约2米的细绳
实验原理：
实验步骤：1.按图（a）、（b）、（c）所示组装器材，用弹簧测力计测出钩码的重力G，挂在动滑轮下方，记下钩码和弹簧测力计的位置。
2. 拉动弹簧测力计使钩码升高,读出此时弹簧测力计的示数F，同时用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子自由端移动的距离S。
3.算出有用功、总功和机械效率，并将结果填入表中。
4.比较表格中的数据得出结论。
实验表格：
滑轮组
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
有用功W有/J
弹簧测力计示数F/N
绳子自由端移动距离S/m
总功W总/J
机械效率η
a
1
0.1
0.1
0.4
0.3
0.12

b
1
0.1
0.1
0.3
0.5
0.15

c
1.5
0.1
0.15
0.4
0.5
0.2

数据分析：

实验结论：1.在 相同时， 。
2.在 相同时， 。
3.滑轮组的机械效率与 和 无关。
实验讨论：1.实验中如果没有刻度尺，仍可利用公式
进行测量。
2.实验过程中要注意， 拉动弹簧测力计。
3.实验中应注意所挂钩码和动滑轮的总重不超过弹簧测力计的量程及绳子所能承受的拉力。
4. 为了探究“影响滑轮组机械效率的因素”，实验过程中采用了
法。
5.除了以上影响滑轮组机械效率的主要因素外， 、
也会影响滑轮组的机械效率。