铁架台(铁架台上的夹子叫什么)

设备:杠杆尺、铁架、钩码、圆筒测力计、砝码。

方法:用“十字”夹将杠杆轴固定在铁架上,然后将杠杆尺安装在轴上。调节标尺末端的微调螺丝,使杠杆标尺水平。杠杆一端把重物挂在一定位置,另一端挂钩码。移动钩码的位置,直到杠杆回到水平状态,向学生介绍杠杆支点、力点、关键点、力臂和阻力臂的概念。

为了演示杠杆的平衡条件,把杠杆上的重量换成钩码,把杠杆的一边指定为动力臂,另一边指定为阻力臂。如果杠杆两侧的钩码重量相等(图6-1),

铁架台(铁架台上的夹子叫什么)

当关键点与受力点的距离等于支点时,阻力和功率相等。用这个杠杆既不省力也不费力。如果力点处的钩码减少一半,力点与支点的距离是关键点与支点距离的两倍,杠杆也会处于平衡状态(图6-2)。

铁架台(铁架台上的夹子叫什么)

当动力臂大于阻力臂时,杠杆可以省力。

为了演示另一种形式的杠杆,你可以从动力臂上去掉钩码,用一个简单的测力计钩住阻力臂(图6-3)。

铁架台(铁架台上的夹子叫什么)

将圆筒测力计的读数与关键点处悬挂的钩码重量进行对比,可以看出,当关键点与受力点在支点同侧时,在动力臂大于阻力臂的情况下,同样可以省力。

为了说明省力杠杆可以走更远的距离,可以用图钉把一个硬纸条钉在一个小黑板上,纸条可以当杠杆用,图钉就是杠杆的支点。水平放置杠杆,并用粉笔标记动力臂和阻力臂的位置。然后,将力点下移一段距离,从力点和键位到水平状态下的力臂和阻力臂做垂直线(图6-4)。

铁架台(铁架台上的夹子叫什么)

用尺子量一下离垂直线的距离,就知道省力杠杆走多远了。

杠杆尺可以根据当地情况用不同的材料制作,也可以用替代品。制作时注意以下几点:

①杠杆轴孔的位置很重要。一般来说,当杠杆的轴线在重心上方时,杠杆容易达到稳定的平衡状态。如果把轴放在重心以下,就很难使杠杆尺水平。但如果轴线距离重心过高,杠杆的灵敏度就会降低。轴应该在重心上方5毫米左右。轴孔加个羊眼窝,减少摩擦。

(2)杠杆上挂重物的槽或孔应与轴孔在一条直线上,这样在演示过程中动力臂和阻力臂不会发生变化。

⑧杠杆尺上的刻度不能太细,否则学生看不清楚。杠杆尺应涂成红白色,长度为50毫米。

钩码可以用同等重量的物品代替或模仿,如在小药瓶里填沙子,就可以得到50克或100克的简单钩码。

测力计可用木板和橡皮筋制成。制作方法见下一章“简易弹簧秤”一节。

建议:也可以用尺子或木棒做杠杆,铅笔做轴(支点),同样的硬币做砝码,做杠杆平衡实验。

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