Question

18．實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有如下實(shí)驗(yàn)器材：一個(gè)帶支架的杠桿（兩端帶有可調(diào)動(dòng)的螺母）、一個(gè)量程為0～5N的彈簧測(cè)力計(jì)、一個(gè)符合實(shí)驗(yàn)要求的刻度尺、七個(gè)質(zhì)量均為100g的鉤碼和兩段細(xì)繩．請(qǐng)利用上述實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明：如果動(dòng)力跟動(dòng)力臂的乘積等于阻力跟阻力臂的乘積，則杠桿平衡．寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟，畫(huà)出記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格．

Answer 1

分析 每個(gè)鉤碼的質(zhì)量都是100g，每個(gè)鉤碼的重力是1N，彈簧測(cè)力計(jì)的量程是0～5N，把鉤碼看成阻力，把彈簧測(cè)力計(jì)施加的力看成動(dòng)力；
在杠桿的一端掛適量的鉤碼，同時(shí)在右側(cè)用彈簧秤豎直向上拉，使杠桿平衡，同時(shí)讀出動(dòng)力（拉力）、阻力（鉤碼重力）的大小，測(cè)出動(dòng)力臂和阻力臂大小，記入表格中；
實(shí)驗(yàn)中為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性，要改變阻力（鉤碼的重力）大小，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，測(cè)出動(dòng)力臂和阻力臂大小，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)．
所以實(shí)驗(yàn)表格中要包括實(shí)驗(yàn)次數(shù)、阻力、阻力臂、動(dòng)力、動(dòng)力臂、阻力和阻力臂的乘積、動(dòng)力和動(dòng)力臂的乘積．

解答 解：實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）將支架組放在水平桌面上，組裝杠桿，調(diào)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(cè)力計(jì)的指針調(diào)節(jié)到零刻度線位置．
（2）在支點(diǎn)右側(cè)的某位置掛一定數(shù)量的鉤碼．在支點(diǎn)右側(cè)某位置用彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)出掛鉤碼位置到支點(diǎn)的距離作為阻力臂L₂．彈簧測(cè)力計(jì)的拉力作為動(dòng)力F₁，用刻度尺測(cè)出掛彈簧測(cè)力計(jì)的位置到支點(diǎn)的距離作為動(dòng)力臂L₁．記錄動(dòng)力F₁和動(dòng)力臂L₁與阻力F₂和阻力臂L₂的數(shù)據(jù)于表中．并計(jì)算出L₁乘以F₁和L₂乘以 F₂的值，把數(shù)據(jù)填寫(xiě)在表格中．
（3）改變支點(diǎn)右側(cè)阻力臂L₂，同時(shí)改變阻力F₂，使L₂乘以F₂的值與以上實(shí)驗(yàn)不同；在支點(diǎn)右側(cè)某位置用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉，使杠桿在水平位置再次平衡，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力作為動(dòng)力F₁，掛彈簧測(cè)力計(jì)的位置到支點(diǎn)的距離作為動(dòng)力臂L₁；記錄動(dòng)力F₁和動(dòng)力臂L₁與阻力F₂和阻力臂L₂的數(shù)據(jù)．并計(jì)算出L₁乘以F₁和L₂乘以 F₂的值，把數(shù)據(jù)填寫(xiě)在表格中．
（4）仿照步驟（3），再做4次實(shí)驗(yàn)，將測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄在表中．并計(jì)算出L₁乘以F₁和L₂乘以F₂的值，把數(shù)據(jù)填寫(xiě)在表格中．
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	F2/N	L2/m	F1/N	L1/m	L2 F2/m•N	L1 F1/m•N
1
2
3
實(shí)驗(yàn)結(jié)論

點(diǎn)評(píng) 本題考查了驗(yàn)證杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)，杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)調(diào)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(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂．