杠杆的作用实验过程

2020-09-22 教育 73阅读
杠杆作用的实验
【设计】 杠杆是利用直杆或曲杆在外力作用下,围绕杆上固定点———支点转动的简单机械。本实验指导学生认识杠杆的以下几种作用:
(1)传递力的作用;
(2)改变用力方向的作用;
(3)省力(但费距离)或省距离(但费力)的作用。为了使学生体会到这些作用,最好选用重一点的物体,让学生亲自用杠杆去撬或抬,此外还可以利用杠杆尺、测力计进行一些定量的实验。
方法一
【器材】 装满学习用具的书包、长1米左右的木棍(把木棍等分为8~10份,画出等分线)、椅子。
【步骤】
(1)把木棍的中间架在小椅子背上,一端挂上重物———书包,用手握住另一端,慢慢往下压,能把书包撬起。引导学生找出杠杆的支点、力点和重点。
(2)在力点处用力向下压,力就通过杠杆传递到杠杆的另一端,把重物向上撬起。这说明杠杆有传递力的作用,还有改变用力方向的作用。
(3)使支点向重点靠近,支点每向前移动一格,撬动一二次,每次把物体撬起同样高度,会感觉到支点距离重点越近(即支点距离力点越远),越省力,但手(力点)移动的距离也越长,即越费距离。
(4)使支点向力点靠近,支点每向后移动一格,撬动一二次,每次把物体撬起同样高度,会感觉到支点距离力点越近(即支点距离重点越远),越费力,但手(力点)移动的距离也越短,即越省距离。
方法二
【器材】 杠杆尺两把(把杠杆尺均分为十二格,在每个刻度处打一个孔)、直尺、测力计、钩码、铁丝钩。
【步骤】
(1)把支架的钉子从两根杠杆尺的第6孔位(孔位从左往右数)处穿过,让该处作为支点,使两根杠杆尺保持水平。后面的杠杆尺不动,作为对照物,在前面的杠杆尺上悬挂重物和测力计。
(2)在杠杆尺第1孔位处,用铁丝钩悬挂一个50克重的钩码;把测力计钩挂在杠杆尺的第11孔位处,手握测力计,向下用力拉,可以把重物(钩码)向上撬起。找出杠杆尺上的重点、支点和力点。(挂钩码的第1孔位为重点,中间第6孔位为支点,挂测力计的第11孔位为力点。)
(3)通过测力计向下用力,可以把重物向上撬起,这说明杠杆有传递力和改变用力方向的作用。观察测力计的读数,约在50克左右,说明这时既不省力,也不费力。用直尺测量重点上升的距离和力点下降的距离,可知上升、下降的距离大致相等,说明这时既不省距离也不费距离(图1)。
(4)不改变重点和力点的位置,观察将支点移至第5、4、3、2孔位时,把重物撬起来(每次撬起同样的高度),测力计上的读数和重点、力点升降的距离。通过以上实验可以知道:支点越向重点靠近(同时也就使支点离力点越远),测力计上的读数越小,即越省力;力点下降的距离比重点上升的距离越大,即越费距离(图2)。
(5)不改变重点和力点的位置,观察将支点移至第7、8、9、10孔位时,把重物撬起来(每次撬起同样的高度),测力计上的读数和重点、力点升降的距离。通过以上实验可以知道:支点越向力点靠近(同时也就使支点离重点越远),测力计上的读数越大,即越费力;力点下降的距离比重点上升的距离越小,即越省距离。
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