урок1
Тема лабораторной работы: Определение условия равновесия рычага
Цель работы:
- Выяснить, при каком условии рычаг находится в равновесии;
- Знать и соблюдать технику безопасности в кабинете физики.
Ожидаемые результаты:
- Условие равновесия рычага заключается в том, чтобы сила, влияющая на рычаг, была обратно пропорциональна плечу рычага.
Руководство для учителя:
- Разделите учащихся так, чтобы в каждой группе было по 3 ученика.
- Перед началом лабораторных работ ознакомьтесь с правилами безопасности:
- Чтобы скачать рабочий лист, перейдите по этой ссылке:
Теоретическая часть
Рычаг находится в равновесии, если силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил. Условие равновесия можно выразить в виде формулы:
F1/F2 = d2/d1
где d1 – плечо силы F1; d2 – плечо силы F2.
Условие равновесия рычага можно также записать через моменты сил, это называется правило моментов. Рычаг находится в равновесии, если момент силы, вращающий рычаг по часовой стрелке, равен моменту силы, вращающей рычаг против часовой стрелки.
М1 = М2
где М1 и М2 это моменты силы. Момент силы измеряется в Н * м. Формула момента:
М = F d
Источники:
- Условие равновесия рычага. (2019). Физика. Учебник для 7 класса общеобразовательной школы.
Экспериментальная часть
Рычаг.
Рычаг можно сделать из подручных материалов. Для этого вам понадобятся горячий клей, картон, деревяные палочки, скрепки, нитка и мешочки.
Указания к работе:
Шаг 1.
Вырежьте прямоугольники из картона для того, чтобы сделать фундамент, на котором будет держаться штатив. Проделайте в прямоугольниках отверстия посередине чтобы помещались две деревяные палочки.
Шаг 2.
Используя горячий клей, скрепите палочки и фундамент.
Шаг 3. К верхней части приклейте кусочек круглой палочки, на котором будет висеть рычаг.
Шаг 4.
Возьмите прямоугольный картон, размерами 32 см в длину и 5 см в ширину. Проделайте круглое отверстие посередине. Сделайте отметки на картоне карандашом и линейкой. Подвесьте рычаг к штативу.
Шаг 5.
С помощью ниток, мешочков и скрепок сделайте подвески, на которых будут висеть грузы. Повесьте подвески на рычаг.
Эксперимент.
В этой лабораторной работе нам понадобятся штатив, рычаг, 6 одинаковых монет, линейка и карандаш.
Указания к работе:
Шаг 1. Уравновесьте рычаг закрепленном на штативе. Подвесьте на левую часть рычага 3 монеты на расстоянии l1= 6 см от оси вращения.
Шаг 2. Рассчитайте силу, приложенную к рычагу по формуле:
F1 = m1 g
где m1 = 3 m, а m – масса одной монеты. Занесите данные в таблицу.
Шаг 3.
Уравновесьте рычаг, подвесив на правую часть рычага одну монеты. Измерьте расстояние от оси вращения до точки подвеса груза l2. Занесите данные в таблицу.
Шаг 4. Рассчитайте силу, приложенную к рычагу по формуле:
F2 = m2 g
где m2 = m, а m – масса одной монеты. Занесите данные в таблицу.
Шаг 5.
Повторите опыт подвесив с правой стороны 2 монеты.
Шаг 6.
Повторите опыт подвесив с правой стороны 3 монеты.
Шаг 7. Рассчитайте отношения сил F1/F2 и отношения их плеч l1/l2 для каждого случая. Сделайте вывод.
Шаг 8. Рассчитайте моменты сил F1 и F2 для всех опытов по формулам:
M1 = F1 l1
M2 = F2 l2
Сделайте вывод о выполнении правила моментов.
Исследовательская часть
| № | l1, м | l2, м | F1 , Н | F2, Н | F1/F2 | l2/l1 | M1, Н*м | M2, Н*м |
| 1 | ||||||||
| 2 | ||||||||
| 3 |
Делая вывод, запишите ответы на следующие вопросы:
- При каком условии рычаг находится в равновесии?
- Почему до проведения эксперимента рычаг необходимо уравновесить?
Заключение
Условие равновесия рычага заключается в том, чтобы сила, влияющая на плечо рычага, была обратно пропорциональна плечу этой силы.