『壹』 杠桿的作用實驗過程
杠桿作用的實驗
【設計】 杠桿是利用直桿或曲桿在外力作用下，圍繞桿上固定點———支點轉動的簡單機械。本實驗指導學生認識杠桿的以下幾種作用:
（1）傳遞力的作用;
（2）改變用力方向的作用;
（3）省力（但費距離）或省距離（但費力）的作用。為了使學生體會到這些作用，最好選用重一點的物體，讓學生親自用杠桿去撬或抬，此外還可以利用杠桿尺、測力計進行一些定量的實驗。
方法一
【器材】 裝滿學慣用具的書包、長1米左右的木棍（把木棍等分為8～10份，畫出等分線）、椅子。
【步驟】
（1）把木棍的中間架在小椅子背上，一端掛上重物———書包，用手握住另一端，慢慢往下壓，能把書包撬起。引導學生找出杠桿的支點、力點和重點。
（2）在力點處用力向下壓，力就通過杠桿傳遞到杠桿的另一端，把重物向上撬起。這說明杠桿有傳遞力的作用，還有改變用力方向的作用。
（3）使支點向重點靠近，支點每向前移動一格，撬動一二次，每次把物體撬起同樣高度，會感覺到支點距離重點越近（即支點距離力點越遠），越省力，但手（力點）移動的距離也越長，即越費距離。
（4）使支點向力點靠近，支點每向後移動一格，撬動一二次，每次把物體撬起同樣高度，會感覺到支點距離力點越近（即支點距離重點越遠），越費力，但手（力點）移動的距離也越短，即越省距離。
方法二
【器材】 杠桿尺兩把（把杠桿尺均分為十二格，在每個刻度處打一個孔）、直尺、測力計、鉤碼、鐵絲鉤。
【步驟】
（1）把支架的釘子從兩根杠桿尺的第6孔位（孔位從左往右數）處穿過，讓該處作為支點，使兩根杠桿尺保持水平。後面的杠桿尺不動，作為對照物，在前面的杠桿尺上懸掛重物和測力計。
（2）在杠桿尺第1孔位處，用鐵絲鉤懸掛一個50克重的鉤碼;把測力計鉤掛在杠桿尺的第11孔位處，手握測力計，向下用力拉，可以把重物（鉤碼）向上撬起。找出杠桿尺上的重點、支點和力點。（掛鉤碼的第1孔位為重點，中間第6孔位為支點，掛測力計的第11孔位為力點。）
（3）通過測力計向下用力，可以把重物向上撬起，這說明杠桿有傳遞力和改變用力方向的作用。觀察測力計的讀數，約在50克左右，說明這時既不省力，也不費力。用直尺測量重點上升的距離和力點下降的距離，可知上升、下降的距離大致相等，說明這時既不省距離也不費距離（圖1）。
（4）不改變重點和力點的位置，觀察將支點移至第5、4、3、2孔位時，把重物撬起來（每次撬起同樣的高度），測力計上的讀數和重點、力點升降的距離。通過以上實驗可以知道:支點越向重點靠近（同時也就使支點離力點越遠），測力計上的讀數越小，即越省力;力點下降的距離比重點上升的距離越大，即越費距離（圖2）。
（5）不改變重點和力點的位置，觀察將支點移至第7、8、9、10孔位時，把重物撬起來（每次撬起同樣的高度），測力計上的讀數和重點、力點升降的距離。通過以上實驗可以知道:支點越向力點靠近（同時也就使支點離重點越遠），測力計上的讀數越大，即越費力;力點下降的距離比重點上升的距離越小，即越省距離。
『貳』 在探究杠桿的平衡條件的實驗中，所用實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同的鉤碼
（1）左端下沉，說明右端較高，則應將左邊或右邊的平衡螺母向右端調節，使杠桿在水平位置平衡；
（2）用實驗來探究物理規律時，要採用多次實驗，用多組實驗數據來總結實驗結論，實驗結論具有普遍性，
如果只有一次實驗數據，總結的實驗結論具有偶然性，
所以不能用一次實驗數據總結實驗結論；
（3）設一個鉤碼的重力為G，杠桿一個小格代表L，
如果在圖甲中杠桿兩側各去掉一個相同的鉤碼時，
杠桿的左端：3G×3L=9GL，
杠桿的右端：2G×4L=8GL，
所以杠桿的左端力和力臂的乘積大於右端的乘積，所以杠桿左端下沉．
（4）彈簧測力計豎直向上拉杠桿時，拉力力臂為OC，彈簧測力計傾斜拉杠桿，拉力的力臂小於OC，拉力力臂變小，拉力變大，彈簧測力計示數變大；
（5）若用圖丙所示裝置進行探究，杠桿的重心沒有通過支點，杠桿的自身重力會對杠桿平衡有影響；
因此用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處於水平平衡狀態時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符．
故答案為：
（1）右；
（2）一組實驗數據不能得出普遍規律；
（3）左；
（4）變大；它的力臂在變小；
（5）杠杠自重對實驗結果有影響．
『叄』 實驗中刻度尺的作用
測量實驗數據.
『肆』 探究杠桿原理時 為什麼選擇尺子的中點
杠桿原理
用一根質地均勻的直尺和棋子。把直尺的中點放在一個支點上，使直尺左右兩邊平衡，把直尺兩端各放一枚棋子，使左右兩邊平衡。支點不動，在直尺右端的棋子上加放一枚棋子，然後把這兩枚摞在一起的棋子向支點移動，使左右兩邊保持平衡，記錄支點到左右兩邊棋子中心位置的距離a和b。
在兩枚棋子上再加放一枚棋子，然後把這三枚摞在一起的棋子向支點移動，使左右兩邊保持平衡，記錄支點到左右兩邊棋子到中心位置的距離a和b。
在一摞棋子上繼續加放棋子，並重復以上操作和記錄。
在直尺的左端放一枚棋子，支點右邊放n枚棋子，並使兩邊平衡。設直尺長為l，棋子半徑為r，支點到右邊棋子中心位置的距離為x，把n,l,r作為已知數，列出關於x的一元一次方程
解答如下:
X*n=(L/2-r)
不妨設一枚棋子的重量為1（也可以為Z，反正約掉了）
右邊放n枚棋子時，杠桿平衡（不考慮尺子自身的力矩，因為支點始終在中間，自身始終是平衡的）：
右邊力臂為X，力矩為X*n；
左邊力臂為(L/2-r)，力矩為(L/2-r)*1，兩邊平衡，二者相等，即列出一次方程。X*n=(L/2-r)
『伍』 如圖所示，小明在探究「杠桿的平衡條件」實驗中，所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細
（1）杠桿右端下沉，應將杠桿重心向左移，所以應將兩端的平衡螺母（左端和右端的均可）向左調節，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂等於支點到力的作用線的距離，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來．
（2）設杠桿的一個小格為L，一個鉤碼重為G，
圖中，由杠桿平衡條件得，4G×3L=nG×2L，
解得：n=6（個），所以應在杠桿左邊A處掛6個相同的鉤碼．
實驗時，如果只用一組數據得到結論，偶然性太大，不具有普遍性，因此應獲取多組實驗數據歸納出物理規律；
（3）如果實驗中將彈簧測力計改為向下方斜拉，要使杠桿繼續保持水平平衡，拉力力臂變小，拉力F的大小將變大，彈簧測力計示數變大．
故答案為：
（1）沒掛鉤碼；左；
（2）6；正確；僅憑一組實驗數據得出的結論不具有普遍性；
（3）變大．
『陸』 在探究「杠桿的平衡條件」實驗中，所用的實驗器材有杠桿、支架、刻度尺、細線、彈簧測力計，質量相同的鉤
（1）杠桿右端下沉，應將杠桿左側的平衡螺母向左調，直到杠桿在水平位置平衡為止．
（2）一次實驗不具有普遍性，不能根據一次實驗得出實驗結論，為得出實驗結論，應進行多次實驗，測出多組實驗數據．
（3）杠桿在水平位置平衡時，支點到力的作用點的距離是力臂，便於測量力臂；
杠桿在傾斜位置平衡時，支點到力的作用點的距離不是力臂，不便於測量力臂，因此杠桿在水平位置平衡的實驗方案好．
（4）設每個鉤碼重力為G，杠桿每格長度是L，
由圖示可知，F左=4G，L左=3L，L右=4L，
由杠桿平衡條件得：F左×L左=F右×L右，
即：4G×3L=F右×4L，則F右=3G，即在B處應掛3個鉤碼．
（5）由圖乙可知，當彈簧測力計逐漸向右傾斜時，彈簧拉力的力臂變小，
在該過程中，鉤碼重力及鉤碼力臂大小不變，現在彈簧拉力力臂變小，
由杠桿平衡條件可知，彈簧測力計拉力應變大，彈簧測力計示數變大．
故答案為：（1）左；（2）不能；根據一次實驗得出結論，不具有普遍性；
（3）水平；在水平位置平衡，便於測量力臂；（4）3；（5）變大．
『柒』 小明在探究「杠桿的平衡條件」實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量均為
（1）杠桿右端下沉，為了使它在水平位置平衡，應將杠桿兩端的平衡螺母向左調節；使杠桿在水平位置平衡的目的有兩個：一是避免杠桿重力對杠桿轉動的影響；二是便於測量力臂的長度；
（2）設杠桿的一個小格為L，一個鉤碼重為G，
圖甲中，由杠桿平衡條件得，4G×3L=nG×2L，
所以n=6（個），所以應在杠桿左邊B處掛6個相同的鉤碼；
（3）四個鉤碼的總質量m=4×50g=200g=0.2kg，總重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，設杠桿的一個小格為L，
由杠桿平衡條件得，2N×3L=F1×4L，
所以F1=1.5N；
圖乙中，彈簧測力計豎直向上拉杠桿時，拉力力臂為OC，彈簧測力計逐漸向左傾斜拉杠桿，拉力的力臂小於OC，拉力力臂變小，拉力變大，彈簧測力計示數變大；
（4）圖丙中，杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉動產生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數值偏大．
故答案為：（1）左；水平；力臂；（2）6個；（3）1.5；變大；拉力的力臂變小了；（4）杠桿自重的影響．
『捌』 在探究「杠桿的平衡條件」實驗中，所用的實驗器材有杠桿、支架、刻度尺、細線、質量相同的鉤碼若干．（1
（1）杠桿由於自身重力的原因，杠桿右端下沉說明右端力與力臂的乘積大，應將平衡螺母向左調；杠桿在水平位置平衡時，支點到力的作用點的距離是力臂，便於測量力臂所以要讓杠桿在水平位置狀態下完成實驗；
（2）杠桿平衡條件是規律性結論，必須經過多次實驗驗證才行，只有一次實驗數據，偶然性太大，不能反映普遍規律；
（3）根據杠桿平衡條件F1L1=F2L2得：
杠桿在水平位置平衡時：左邊=3G×2L=6GL；
右邊=2G×3L=6GL；
如果在兩側鉤碼下再各掛一個相同的鉤碼後：左邊=4G×2L=8GL；
右邊=3G×3L=9GL；
杠桿不再水平平衡，右邊會下沉．
故答案為：
（1）左；便於測量力臂；
（2）不能；因為一次實驗獲得的數據有偶然性，不能反映普遍規律；
（3）右．
『玖』 小明在探究「杠桿的平衡條件」實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質量相同
（1）杠桿重心右移，應將平衡螺母（左端和右端的均可）向右調節，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；力臂等於支點到力的作用線的距離，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來．
（2）杠桿平衡後，若在A點掛4個鉤碼，則左邊點重力為4G，
又∵力臂OA=3，左邊力臂OB=2，
∴由杠桿的平衡條件（F1l1=F2l2）可知：
4G×3=F1×2．
∴F1=6G．
故應在B點應掛6個鉤碼，才能使杠桿恢復平衡．
若用彈簧測力計在B點拉著杠桿使它水平平衡，應用彈簧測力計豎直向下拉杠桿，這樣所用的拉力最小，其力臂在杠桿上．
因測力計倒立使用，測量前應倒立校零；
（3）如圖乙示裝置進行探究，杠桿的重心沒有通過支點，杠桿的重對杠桿平衡有影響．
故答案為：（1）左；水平；（2）6、豎直向下；便於測量力臂；倒立；（3）受杠桿自重影響．
『拾』 如圖甲所示，小明在探究「杠桿的平衡條件」實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細
（1）由題意知，杠桿右端下沉，左端較高，所以平衡螺母應向左移動，使其在水平位置平衡，這樣便於測量力臂；
（2）小明只通過一組數據便得出結論，並不符合實驗結論得出的要求，這樣的結果具有偶然性，不具普遍性；
（3）由於支點不在中點時，杠桿還受自身重力的影響，所以測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符；
（4）彈簧測力計在C處豎直向上拉時，拉力的方向豎直向上與杠桿垂直，動力臂等於支點到力的作用點的距離，若改變拉力的方向，仍使杠桿在水平位置平衡時，比較拉力的大小，即可證明小民和小華的觀點是否正確．
故答案為：（1）左；杠桿在水平位置；力臂；（2）不合理；只測一組數據，結論具有偶然性；（3）受杠桿自身重力的影響；（4）結論不正確；改變拉力的方向，仍使杠桿在水平位置平衡時，比較拉力的大小，即可證明小民和小華的觀點是否正確．