Question

（2010?密云縣一模）實驗臺上有如下實驗器材：一個帶支架的杠桿、一個量程為0～5N的彈簧測力計、六個質(zhì)量均為100g的鉤碼．請利用上述實驗器材設(shè)計一個實驗，證明“在杠桿平衡時，如果阻力和阻力臂保持不變，則動力跟動力臂成反比”． 畫出數(shù)據(jù)表格并寫出主要實驗步驟．

Answer 1

分析：（1）把鉤碼看成阻力，把彈簧測力計施加的力看成動力，鉤碼的總重約為6N，彈簧測力計的量程為0～5N，所以彈簧測力計的力臂應(yīng)大于鉤碼的力臂；
（2）在A處掛不同的鉤碼，計算阻力，在B處豎直向上拉動杠桿，測量動力．
（3）分別計算阻力變化量和動力變化量，觀察在動力臂和阻力臂不變時，動力變化量和阻力變化量的關(guān)系．
（4）實驗中為了使實驗結(jié)論更具有普遍性，要進(jìn)行多次實驗．所以實驗表格中要包括實驗次數(shù)、動力臂、阻力臂、動力、阻力、動力變化量、阻力變化量、鉤碼質(zhì)量．

解答：解：（1）A點懸掛鉤碼，其拉力是豎直向下的，要使杠桿平衡，可在杠桿的右側(cè)施加豎直向上的拉力，或在杠桿的左側(cè)施加豎直向下的拉力．
因此，B點的位置有多個選擇．如圖所示（答案不唯一）．
（2）以鉤碼的重力為阻力，以彈簧測力計的拉力為動力，在不改變力臂的情況下，依次改變掛鉤碼的個數(shù)（因有6只鉤碼，所以共改變6次），用彈簧測力計拉杠桿使其在水平位置平衡，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)．最后對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歸納．
實驗步驟：①用細(xì)繩做一個繩套，拴牢在杠桿的B位置處，調(diào)節(jié)杠桿使其水平平衡，把動力臂L_動、阻力臂L_阻記錄在表格中．將彈簧測力計的指針調(diào)節(jié)到零刻度線位置．
②在A位置處掛1個鉤碼，在B位置處豎直向上拉彈簧測力計，使杠桿水平平衡，將所掛鉤碼的質(zhì)量、彈簧測力計示數(shù)記錄在表格中．
③在A點處加掛1個鉤碼，在B點處豎直向上拉彈簧測力計，使杠桿水平平衡，將所掛鉤碼的總質(zhì)量、彈簧測力計示數(shù)記錄在表格中．
④仿照步驟③，重復(fù)4次，每次在A點處加掛1個鉤碼，在B位置處豎直向上拉彈簧測力計，使杠桿水平平衡；將各次所掛鉤碼的總質(zhì)量、彈簧測力計示數(shù)記錄在表格中．
（3）在記錄實驗數(shù)據(jù)時，應(yīng)包括動力、阻力、動力臂、阻力臂、動力變化量、阻力變化量、鉤碼質(zhì)量等．因有4只鉤碼，實驗次數(shù)可設(shè)定為4次．
實驗數(shù)據(jù)記錄表格：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
動力臂L動/cm
阻力臂L阻/cm
動力F動/N
阻力F阻/N
動力×動力臂
阻力×阻力臂

點評：本題實驗設(shè)計時注意兩點：一是分析實驗的條件（動力臂和阻力臂保持不變）；二是為了使測得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，應(yīng)設(shè)計進(jìn)行多次測量．
本題受鉤碼質(zhì)量和彈簧測力計量程的影響，確定阻力臂和動力臂的位置，是本題的關(guān)鍵．本題動力在杠桿的右邊也行．