【答案】
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4N,彈簧測力計的量程為0~5N,所以彈簧測力計拉力可以在支點右側的≥第3格的任意整格處施加豎直向上的力,或者也可以在杠桿左側≥第3格處施加豎直向下的力.
(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系.
(4)實驗中為了使實驗結論更具有普遍性,要進行多次實驗.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,可在杠桿的右側施加豎直向上的拉力,或在杠桿的左側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4只鉤碼,所以共改變4次),用彈簧測力計拉杠桿使其在水平位置平衡,并記錄相關數(shù)據(jù).最后對數(shù)據(jù)進行分析歸納.
實驗步驟:①用細繩做一個繩套,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m
、彈簧測力計示數(shù)F
動0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m
1、彈簧測力計示數(shù)F
動1記錄在表格中.
④仿照步驟③,重復2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.
⑤根據(jù)F
阻=G
砝碼=m
砝碼g,分別算出每次施加在A位置的阻力大小記錄在表格中.
⑥分別算出實驗中動力變化量△F
動和對應的阻力變化量△F
阻;將以上數(shù)據(jù)記錄在表格中.
(3)在記錄實驗數(shù)據(jù)時,應包括動力、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)可設定為4次.
實驗數(shù)據(jù)記錄表格:
實驗次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 |
動力臂L動/cm | | | | |
阻力臂L阻/cm | | | | |
鉤碼質(zhì)量m/g | | | | |
動力F動/N | | | | |
阻力F阻/N | | | | |
動力變化量△F動/N | | | | |
阻力變化量△F阻/N | | | | |
(4)在分析處理數(shù)據(jù)時,應分別算出實驗中動力變化量△F
動和對應的阻力變化量△F
阻,通過分析兩者之間的比值是否變化,得出二者是否成正比.
故答案為:(1)如圖;(2)實驗步驟同上;(3)見上表;
(4)分別算出實驗中動力變化量△F
動和對應的阻力變化量△F
阻,分析兩者之間的比值情況,歸納變化規(guī)律.
點評:這個實驗不只是驗證杠桿平衡條件,而是探究動力臂、阻力臂不變時,動力變化量和阻力變化量之間的關系,對于學生來講有較大的難度,尤其是表格的設計.注意記錄的內(nèi)容應包括兩個變化量,同時根據(jù)提供的鉤碼情況確定實驗進行的次數(shù),具有一定的挑戰(zhàn)性.