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1、浅议探究杠杆平衡条件前的调节作用江苏省淮安市楚州区文通中学 杜永来摘要：本文从杠杆水平静止和倾斜静止两方面研究杠杆的平衡条件，通过比较的方 法得出只要杠杆几次实验都静止在与没有施加力时处于同一位置时，杠杆的重力 对实验数据是没有影响的，但是杠杆可能是倾斜的，力臂测量是比较困难的。为 了施加力后杠杆平衡时，能够直接读取力臂，必须让杠杆静止在水平位置，此时 杠杆的重力的作用线不通过支点，产生一个力矩，对实验数据就产生影响了，因 此必须调节消除杠杆重力的影响。关键词：杠杆 调节 平衡 重力在凤凰出版传媒集团江苏科学技术出版社所出版的9 年级物理上 册第3页中，活动11.2 探究杠杆的平衡条件内容中，
2、根本没有提到探 究之前杠杆为什么要调节成水平静止和如何调节，教材编者的意图是 降低学生理解的难度，只要求教师知道为什么要调节，学生会调节则 可。但是许多老师在讲授此节内容时，还是讲解为什么要调节和调节 的作用，原因是某一年的中考有此知识点的考查。在怎么调节这点上 意见是一致，但是，针对杠杆调节成水平静止的作用，形成了三种答 案：一种是便于直接读取力臂，第二种是消除杠杆自身重力影响，第 三种是便于直接读取力臂和消除杠杆自身重力影响。本人认为应该是 第二种正确。杠杆水平静止应该分为实验前通过调节平衡螺母使其水平静止和 实验中通过改变钩码个数、悬挂位置，弹簧测力计的位置使其水平静止两种情况。下面阐述
3、问题都以不计摩擦为前提，除图6 中 B 点悬挂的最下面一个钩码外，其它所有的钩码都是相同的。-H-BC BA o lrFj-以先W节平衡螺母使杠杆水平静止为前提，如图1。B2WW1F2C静止在水平位置时，杠杆的重心应该落在支点上，杠杆的重力作用线自然也就 通过支点，其力臂为0，对杠杆转动状态的变化不起任何作用。如图2， 在 B 点挂 5 个钩码，在 A 点挂 3 个钩码，杠杆刚好能够静止在水平位 置，此时，F2X0B二F1X0A，此时阻力臂、动力臂大小分别是）B、0A。 能够直接读取力臂。以杠杆倾斜为前提。如图 3 是杠杆能够自由转动时静止的位置， 此时杠杆的重心很大可能性不在支点（因为如图1
4、调节后的杠杆也可 能静止在倾斜位置），但是重力作用线一定过支点，如图7 中的过支点 的这条虚线（将杠杆的宽度放大）。只有在此唯一位置时，杠杆自身重 力的作用线才过支点，杠杆的自重对杠杆的转动状态变化不起任何作 用。否则杠杆的重力作用线都不过支点，对实验都会产生影响。不改 变图 2 中的动力、阻力的大小，及悬挂的位置，这时，杠杆就应该静 止在图 4的位置。在图4与图3中，杠杆的倾斜的方向、角度应该是 一样的，以后的每次实验都必须保持与图 3 一样的倾斜角度，杠杆的 自身重力才不会对实验产生影响，此时，即满炒2XL2二F1XL1,也满 足F2X0B二F1X0A,只不过，此时的OB、OA不再是力臂，
5、但是阻力臂、 动力臂分别与OB、OA成正比例。这个时候，只要不改变其它条件，杠 杆无论如何是不会静止在水平位置的。假如，一定要求在图3 的前提下，使杠杆静止在水平位置，就必 须改变图2中Fl、F2的大小或悬挂点的位置这四个因素中的一个。如 图5,使杠杆静止在水平位置，假如右侧的动力F1大小、悬挂点又都 不变时，大小不变的阻力F2（5个钩码）就不能悬挂在B点，而必须 移向B点的左侧少许，如C点。或仍然悬挂在B点，阻力F2必须适当 增大（增加另外一个钩码）如图 6,才能使杠杆保持水平静止。或阻力 F2 的大小、悬挂点位置不改变, Fl 的变小些但悬挂点不变,或大小不 变,悬挂向左侧移动一些,也才能
6、使杠杆保持在水平静止。在图 5、图6 中都可以直接读取力臂,而并不需要调节,因为图5、 图6实验的前提是图3。在图5中，F2的悬挂点由B向左侧移动到C， 在图6中，F2必须增加，都是由于杠杆自身重力的影响，如图8、图9 中，杠杆之所以静止在水平位置，其实是在F2、F1、G三个力共同作 自 用下的平衡。所以说实验前调节平衡螺母使杠杆水平静止是为了消除 杠杆自身重力的影响,而并不是为了直接读取力臂。施加了动力、阻 力后,使杠杆水平静止是为了直接读取力臂,并不是消除杠杆自身重 力影响。C B DA.C B 0D+-1 - T 1 1 It的前提下，通过调节横梁两端的平衡螺母，使横梁静止时指针必须对天
7、平的原理是等臂杠杆，称物体质量之前也必须调节。在底座水平 准分度盘的中央刻度线，或是指针在分度盘中央刻度线两侧摆动幅度 相等，其实也是为了消除天平横梁自身重力对所称物体质量的影响与探究杠杆平衡条件之前的调节水平道理是一样的。称物体质量时 我们并不需要读取力臂，为什么还要在称质量之前需要调节呢？教材中没有采用在杠杆支点两侧挂钩码的方法来研究杠杆的平衡条件，而是一边挂钩码，另一边用弹簧测力计拉的方法来研究，是 否有利于掩盖杠杆自身重力对实验的影响，不得而知。如果在图3 的前提下，两边挂上相同个数的相同钩码，杠杆水平静止时，两边的力 臂明显不等，两边力臂相等时，杠杆不能静止在水平位置的现象非常明显，杠杆的重心位置离支点的距离越大，杠杆越重，这样现象月明显，越需要调节。总而言之，实验之前必须调节，使其能够静止在水平位置。老师不要试图用什么误差范围内是允许的说法来忽悠学生，测量尽量要准确，对学生来说也是培养他们严谨的科学态度。老师们 更要吃透教材，才能不犯科学性错误。以上如有不妥之处，请专家斧正。
