Question

（2010?密云县一模）实验台上有如下实验器材：一个带支架的杠杆、一个量程为0～5N的弹簧测力计、六个质量均为100g的钩码．请利用上述实验器材设计一个实验，证明“在杠杆平衡时，如果阻力和阻力臂保持不变，则动力跟动力臂成反比”． 画出数据表格并写出主要实验步骤．

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6N，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；
（2）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．
（3）分别计算阻力变化量和动力变化量，观察在动力臂和阻力臂不变时，动力变化量和阻力变化量的关系．
（4）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、动力变化量、阻力变化量、钩码质量．

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．
因此，B点的位置有多个选择．如图所示（答案不唯一）．
（2）以钩码的重力为阻力，以弹簧测力计的拉力为动力，在不改变力臂的情况下，依次改变挂钩码的个数（因有6只钩码，所以共改变6次），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1个钩码，在B位置处竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆水平平衡，将所挂钩码的质量、弹簧测力计示数记录在表格中．
③在A点处加挂1个钩码，在B点处竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆水平平衡，将所挂钩码的总质量、弹簧测力计示数记录在表格中．
④仿照步骤③，重复4次，每次在A点处加挂1个钩码，在B位置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质量、弹簧测力计示数记录在表格中．
（3）在记录实验数据时，应包括动力、阻力、动力臂、阻力臂、动力变化量、阻力变化量、钩码质量等．因有4只钩码，实验次数可设定为4次．
实验数据记录表格：

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

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．