探究杠杆的平衡条件改进反思

苏春永

实验器材：带有刻度的杠杆、支架、一盒钩码、弹簧测力计。

第一步：把杠杆安装在支架上，使其能灵活地绕支点转动，在挂钩码前，发现杠杆左端低，右端高，将杠杠左端的平衡螺母向右调，或将杠杆右端的平衡螺母向右调，使杠杆处于水平静止状态，使杠杆水平静止。这样做的目的是减少杠杆的自重对实验的影响。

第二步：先在支点左侧，20cm处挂一个0.5N的钩码，试一试需要在指点的右侧10cm处挂几个钩码，能够使杠杆再一次水平静止，杠杆水平静止后，将实验所测数据填入实验记录的表格内，将作用在杠杆左边的力，作为动力F1，则F1=0.5N，动力臂L1为20cm，F1×L1=10作用在杠杆右侧的力为F2，F2=1N，阻力臂L2为10cm，F2×L2=10（改变钩码的位置和钩码的个数，再做一次实验）。

第三步：将支点左侧，距支点5cm处，挂3个钩码，试试看，在支点右边15cm处，需要挂几个钩码可以使杠杆再次水平静止。待杠杆在水平位置平衡后，把实验数据填入记录表格内，动力F1，F1=1.5N，动力臂L1为5cm，F1×L1=7.5，作用在杠杆右侧的力为F2，F2=0.5N，阻力臂L2为15cm，F2×L2=7.5。

在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，保持杠杆在水平位置平衡，其目的是便于测量力臂和减少实验误差。

第四步：通过两次记录的实验数据，进行对比分析，知道：杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂F1×L1=F2×L2。

结论：（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于匀速转动状态，或者静止状态，静止时的位置不一定是在水平位置。（2）杠杆处于平衡状态时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。

如果用杠杆一端挂钩码，另一端用弹簧测力计竖直向下拉的方法做实验，用这种方法做实验的好处是确定动力作用点后，可以通过改变拉力的大小使杠杆更快地在水平方向平衡。

（作者单位：安徽省涡阳县大李中学）