Question

18．實驗臺上有如下實驗器材：一個帶支架的杠桿（兩端帶有可調動的螺母）、一個量程為0～5N的彈簧測力計、一個符合實驗要求的刻度尺、七個質量均為100g的鉤碼和兩段細繩．請利用上述實驗器材設計一個實驗，證明：如果動力跟動力臂的乘積等于阻力跟阻力臂的乘積，則杠桿平衡．寫出主要實驗步驟，畫出記錄實驗數(shù)據(jù)的表格．

Answer 1

分析 每個鉤碼的質量都是100g，每個鉤碼的重力是1N，彈簧測力計的量程是0～5N，把鉤碼看成阻力，把彈簧測力計施加的力看成動力；
在杠桿的一端掛適量的鉤碼，同時在右側用彈簧秤豎直向上拉，使杠桿平衡，同時讀出動力（拉力）、阻力（鉤碼重力）的大小，測出動力臂和阻力臂大小，記入表格中；
實驗中為了使實驗結論更具有普遍性，要改變阻力（鉤碼的重力）大小，讀出彈簧測力計的示數(shù)，測出動力臂和阻力臂大小，進行多次實驗．
所以實驗表格中要包括實驗次數(shù)、阻力、阻力臂、動力、動力臂、阻力和阻力臂的乘積、動力和動力臂的乘積．

解答 解：實驗步驟：
（1）將支架組放在水平桌面上，組裝杠桿，調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，直至杠桿在水平位置平衡，將彈簧測力計的指針調節(jié)到零刻度線位置．
（2）在支點右側的某位置掛一定數(shù)量的鉤碼．在支點右側某位置用彈簧測力計豎直向上拉，使杠桿在水平位置再次平衡．鉤碼的重力作為阻力F₂，用刻度尺測出掛鉤碼位置到支點的距離作為阻力臂L₂．彈簧測力計的拉力作為動力F₁，用刻度尺測出掛彈簧測力計的位置到支點的距離作為動力臂L₁．記錄動力F₁和動力臂L₁與阻力F₂和阻力臂L₂的數(shù)據(jù)于表中．并計算出L₁乘以F₁和L₂乘以 F₂的值，把數(shù)據(jù)填寫在表格中．
（3）改變支點右側阻力臂L₂，同時改變阻力F₂，使L₂乘以F₂的值與以上實驗不同；在支點右側某位置用彈簧測力計豎直向上拉，使杠桿在水平位置再次平衡，彈簧測力計的拉力作為動力F₁，掛彈簧測力計的位置到支點的距離作為動力臂L₁；記錄動力F₁和動力臂L₁與阻力F₂和阻力臂L₂的數(shù)據(jù)．并計算出L₁乘以F₁和L₂乘以 F₂的值，把數(shù)據(jù)填寫在表格中．
（4）仿照步驟（3），再做4次實驗，將測量的數(shù)據(jù)記錄在表中．并計算出L₁乘以F₁和L₂乘以F₂的值，把數(shù)據(jù)填寫在表格中．
實驗數(shù)據(jù)記錄表格：

實驗次數(shù)	F2/N	L2/m	F1/N	L1/m	L2 F2/m•N	L1 F1/m•N
1
2
3
實驗結論

點評 本題考查了驗證杠桿平衡條件實驗，杠桿在水平位置平衡后，支點到力的作用點的距離就是力臂，因此在此實驗中我們應調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，以便直接讀出力臂．探究杠桿平衡的條件就是動力×動力臂=阻力×阻力臂．