Question

15．实验台上有满足实验要求的器材：弹簧测力计1个，所受重力为1N的钩码 2个，带支架的杠杆1个．杠 杆上相邻刻度间距离均为0.05m，刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔，可用来挂钩码或弹簧测力计，如图所示．请利用上述实验器材，设计一个实验证明：“杠杆在水平位置平衡时，如果动力臂L₁保持不变，则 F₁=k F₂ L₂”，式中F₁表示动力，k是常量，F₂表示阻力，L₂表示阻力臂．
请写出实验步骤，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，把一个钩码放在右侧0.05m处，用弹簧测力计竖直向上拉，读出弹簧测力计示数；保持弹簧测力计位置不变，改变钩码的位置多次测量；
（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、阻力和阻力臂的乘积．

解答 解：
实验步骤：
①将带支架的杠杆放在水平位置，调节杠杆使其水平平衡；
②将重力为1N的钩码（阻力F₂）挂在支点右侧0.05m处（阻力臂L₂），将弹簧测力计的挂在支点右侧的0.1m处竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆水平平衡，读出弹簧测力计的示数（动力F₁），将F₂、L₂、F₁的数据记录在表格中；
③保持弹簧测力计的位置不动，将重为1N的钩码依次挂在支点右侧0.1m、0.15m、0.2m、0.25m处，仿照步骤②再做4次，将F₂、L₂、F₁的数据记录在表格中；
④保持弹簧测力计的位置不动，将两个重为1N的钩码挂在支点右侧0.05m处，竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆水平平衡；将F₂、L₂、F₁的数据记录在表格中．
⑤根据实验数据计算出F₂与L₂的乘积，并记录在表格中．
实验数据记录表格：

实验次数	1	2	3	4	5	6
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
阻力臂与阻力的乘积F2L2/Ncm
动力F1/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．