Question

2．实验台上有如下实验器材：1个带支架的杠杆（相邻刻线间距均为5cm）如图所示、1个量程为0～5N的弹簧测力计、六个重为0.5N的钩码和两段细绳．请利用上述实验器材设计一个实验，证明：当杠杆平衡时，阻力和阻力臂保持不变，动力臂越长作用在杠杆上的动力就越小．
（1）写出主要实验步骤．
（2）画出实验数据记录表格：

Answer 1

分析 （1）把钩码看成阻力，把弹簧测力计施加的力看成动力，钩码的总重约为3N，弹簧测力计的量程为0～5N，所以弹簧测力计的力臂应大于钩码的力臂；
在A处挂不同的钩码，计算阻力，在B处竖直向上拉动杠杆，测量动力；
（2）实验中为了使实验结论更具有普遍性，要进行多次实验，所以实验表格中要包括实验次数、动力臂、阻力臂、动力、阻力．

解答 解：
（1）A点悬挂钩码，其拉力是竖直向下的，要使杠杆平衡，可在杠杆的右侧施加竖直向上的拉力，或在杠杆的左侧施加竖直向下的拉力；
以钩码的重力为阻力，以弹簧测力计的拉力为动力，在不改变阻力和阻力臂的情况下，依次改变动力臂，用弹簧测力计拉杠杆使其在水平位置平衡，并记录相关数据，最后对数据进行分析归纳；
实验步骤：
①用细绳做一个绳套，拴牢在杠杆的B位置处，调节杠杆使其水平平衡，把动力臂L_动、阻力臂L_阻记录在表格中．将弹簧测力计的指针调节到零刻度线位置；
②在A位置处挂2个钩码，在离支点2个格处竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆水平平衡，将所挂钩码的重力、弹簧测力计示数记录在表格中，
③保持钩码个数和位置不动，在离支点3个格处处竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆水平平衡，将所挂钩码的总重力、弹簧测力计示数记录在表格中；
④仿照步骤③，依次在离支点4个格、5个格、6个格、7个格处竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆水平平衡；将各次所挂钩码的总重力、弹簧测力计示数记录在表格中，
（2）在记录实验数据时，应包括阻力、阻力臂、动力臂、动力．
实验数据记录表格：

实验次数	1	2	3	4	5	6
阻力F阻/N
阻力臂L阻/cm
动力臂L动/cm
动力F动/N

点评 本题实验设计时注意两点：一是分析实验的条件（动力臂和阻力臂保持不变）；二是为了使测得的数据更准确，应设计进行多次测量；
本题受钩码质量和弹簧测力计量程的影响，确定阻力臂和动力臂的位置，是本题的关键．本题动力在杠杆的右边也行．