探究杠杆平衡条件实验指导书.doc

探究性实验指导书
设计者学校：盐池县职业中学 设计者姓名：李淑一
探究实验名称：探究杠杆平衡条件
对应教材：人教版 对应章节：第十二章 简单机械 第1节 杠杆
实验目标：1、探究杠杆平衡条件；
2、经历探究杠杆平衡条件的过程，进一步学会提出问题，分析归纳实验数据。
第一部分：实验准备
实验需要的器材：杠杆、铁架台、钩码
实验注意事项：1、实验前调节杠杆两端的平衡螺母，使横梁平衡。
2、正确记录实验数据。
实验过程中回答课堂记录卡片中的问题，下课时交上来。
第二部分:探究过程
实验目标1：学生能够通过实验，对杠杆的平衡有一个初步的认识
实验过程1：
（1）分别将2个钩码与1个钩码按不同组合挂在横梁上。有些组合不会平衡，有些组合会平衡。在笔记上记录两种类型的组合。
（2）完成你自己的实验后回答以下问题：
①你能使1个钩码与2个钩码相平衡吗？
②将2个钩码放置于杠杆右边同一位置，另2个钩码置于杠杆左边不同位置，你能使它们平衡吗?
③在杠杆一侧挂1个钩码，在杠杆另一侧你最多能挂多少个钩码与之平衡？
（3）考虑一下相互平衡的钩码组合。
改变什么因素会影响到杠杆两边是否平衡？
改变什么因素不会影响到杠杆两边是否平衡？
实验目标2：列出影响物体平衡的因素，并且能通过实验检验这些因素。
实验过程2：
（4）在试验1（3）中，你列出了一些影响两个物体平衡的因素。从中选出一条来，设计并进行实验，证明这一因素是否确实能影响两物体之间的平衡。
注：在笔记本上记下你的实验过程和结果，以备以后查询。在笔记本上描述或草图表示整个平衡实验过程。同时解释你如何从实验中得出你所实验的这一因素确实能够影响物体之间的平衡。
（5）从你列出的不能影响两个物体平衡的因素中选出一条，设计并进行实验证明这一因素是否确实不会影响两物体之间的平衡。
注：在笔记本上写出你的实验计划。包括草图和实验描述整个平衡过程。并解释你如何从实验中得出你所检验的这一因素确实不会影响物体之间的平衡。
实验目标3：使用控制变量法寻求影响杠杆平衡的主要因素
实验过程3：
（6）在杠杆左边挂一个钩码，你觉得你应该将另一个钩码挂在哪里才能使杠杆平衡？悬挂钩码使杠杆达到平衡的位置有1个还是有多个？核实你的预言是否正确。
①保持杠杆左侧的钩码在原来的位置。你能在右侧挂2个钩码使杠杆平衡吗？有几种方法可以做到。
②杠杆左侧的这个钩码你能用3个钩码使杠杆平衡吗？
③杠杆左侧的这个钩码你能用4个钩码使杠杆平衡吗？
（7）在杠杆左侧挂两个钩码，预测一下你在右侧挂一个或多个钩码使杠杆平衡的不同方法。检验你的方法。记录下每一组组合以及它们达到平衡与否。
（8）试给出更多的猜想，检验他们是否是正确的，并记录实验结果。
实验目标4：通过实验发现杠杆平衡或不平衡之间的关系，尝试归纳平衡条件
实验过程4：
（9）列出两个清单，一列列出在你先前的实验中能够使杠杆平衡的组合，一列列出不平衡的。试图发现一种简短的描述能概括每一个组合，这样就不用每个都画图示了。
（10）仔细检查你的清单，尝试列出能够决定是否平衡的数学表达式来。
实验目标5：通过实验验证自己归纳的杠杆平衡条件
实验过程5：
（11）找出两种不同的方法，悬挂以下给出的这些质量组合，使系统达到平衡。用上给出的所有方螺母。检验你的每一个组合，是否达到平衡，和是否符合你的数学等式。

第三部分：实验结论
（12）根据实验数据，归纳总结出杠杆平衡条件。

探究课堂记录卡片
班级： 学号： 姓名： 得分
1. 预测一下杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系？（5分）

假设1：F1+L1=F2+L2
假设2：F1-L1=F2-L2
假设3 ：F1/L1=F2/L2
假设4：F1*L1=F2*L2

2. 在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡。然后把实验数据填入表中。改变力和力臂的数值，再做两次实验，把实验数据填入表中（15分）
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2
0.15
3
0.1
2
5
0.08
10
0.04
3
10
0.1
5
0.2
3. 求出各次实验中动力×动力臂和阻力×阻力臂的值，然后思考杠杆的平衡条件（15分）
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
动力´动力臂
阻力F2/N
阻力臂l2/m
阻力´阻力臂
1
2
0.15
0.3
3
0.1
0.3
2
5
0.08
0.4
10
0.04
0.4
3
10
0.1
1
5
0.2
1
杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
或写作：F1*L1＝ F2*L2
即：杠杆的平衡取决于力和力臂的乘积。
4. 用杠杆平衡原理来判断身边简单物体质量大小。假设你有一个物体，你猜想它的质量为你的钩码质量的一半。说说你如何利用杠杆和一个钩码去验证你的猜想？（15分）
答：第一，把物体挂于杠杆的左侧，钩码挂于杠杆的右侧，第二，利用杠杆平衡原理，若物体质量是钩码的一半，可推算出L1与L2的关系；第三，按照第一步的挂法，第二步的位置关系验证。若平衡，说明猜想成立；若不平衡，说明猜想不成立！
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