全州苦瓜大师:杠杆的作用实验过程

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。

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。

简易杠杆实验装置的制作

在没有课本上杠杆实验器材的情况下，可用如图所示的简单器材来做这个实验，用轻质木条或刻度尺做杠杆，把它支放在三棱木块的棱上，也可用方木块压放在湿粘土上，以向上的棱边作为支放杠杆的棱边；用一些相同的硬币作为砝码（每枚硬币的平均质量可用天平测出）。实验时，先让木条或刻度尺在三棱木块的棱上平衡，然后根据课本上的步骤放置硬币进行杠杆平衡的实验。根据实验数据，可以粗略地得出杠杆平衡条件。

如上所说。