Question

（2010?密云縣一模）實驗臺上有如下實驗器材：一個帶支架的杠桿、一個量程為0～5N的彈簧測力計、六個質量均為100g的鉤碼．請利用上述實驗器材設計一個實驗，證明“在杠桿平衡時，如果阻力和阻力臂保持不變，則動力跟動力臂成反比”． 畫出數據表格并寫出主要實驗步驟．

Answer 1

分析：（1）把鉤碼看成阻力，把彈簧測力計施加的力看成動力，鉤碼的總重約為6N，彈簧測力計的量程為0～5N，所以彈簧測力計的力臂應大于鉤碼的力臂；
（2）在A處掛不同的鉤碼，計算阻力，在B處豎直向上拉動杠桿，測量動力．
（3）分別計算阻力變化量和動力變化量，觀察在動力臂和阻力臂不變時，動力變化量和阻力變化量的關系．
（4）實驗中為了使實驗結論更具有普遍性，要進行多次實驗．所以實驗表格中要包括實驗次數、動力臂、阻力臂、動力、阻力、動力變化量、阻力變化量、鉤碼質量．

解答：解：（1）A點懸掛鉤碼，其拉力是豎直向下的，要使杠桿平衡，可在杠桿的右側施加豎直向上的拉力，或在杠桿的左側施加豎直向下的拉力．
因此，B點的位置有多個選擇．如圖所示（答案不唯一）．
（2）以鉤碼的重力為阻力，以彈簧測力計的拉力為動力，在不改變力臂的情況下，依次改變掛鉤碼的個數（因有6只鉤碼，所以共改變6次），用彈簧測力計拉杠桿使其在水平位置平衡，并記錄相關數據．最后對數據進行分析歸納．
實驗步驟：①用細繩做一個繩套，拴牢在杠桿的B位置處，調節杠桿使其水平平衡，把動力臂L_動、阻力臂L_阻記錄在表格中．將彈簧測力計的指針調節到零刻度線位置．
②在A位置處掛1個鉤碼，在B位置處豎直向上拉彈簧測力計，使杠桿水平平衡，將所掛鉤碼的質量、彈簧測力計示數記錄在表格中．
③在A點處加掛1個鉤碼，在B點處豎直向上拉彈簧測力計，使杠桿水平平衡，將所掛鉤碼的總質量、彈簧測力計示數記錄在表格中．
④仿照步驟③，重復4次，每次在A點處加掛1個鉤碼，在B位置處豎直向上拉彈簧測力計，使杠桿水平平衡；將各次所掛鉤碼的總質量、彈簧測力計示數記錄在表格中．
（3）在記錄實驗數據時，應包括動力、阻力、動力臂、阻力臂、動力變化量、阻力變化量、鉤碼質量等．因有4只鉤碼，實驗次數可設定為4次．
實驗數據記錄表格：

實驗次數	1	2	3	4	5	6
動力臂L動/cm
阻力臂L阻/cm
動力F動/N
阻力F阻/N
動力×動力臂
阻力×阻力臂

點評：本題實驗設計時注意兩點：一是分析實驗的條件（動力臂和阻力臂保持不變）；二是為了使測得的數據更準確，應設計進行多次測量．
本題受鉤碼質量和彈簧測力計量程的影響，確定阻力臂和動力臂的位置，是本題的關鍵．本題動力在杠桿的右邊也行．