Question

實驗桌上有如下實驗器材：如圖所示的一個帶刻度的杠桿固定在支架上（可圍繞O點自由轉動）、一個量程為0-1N的彈簧測力計、質量為200g的鉤碼一個和兩小段細繩（細繩質量不計）．請利用上述實驗器材設計一個實驗，證明“把鉤碼掛在杠桿上作為阻力，用彈簧測力計的拉力作為動力，當杠桿水平平衡時，彈簧測力計的拉力跟這個拉力的力臂乘積保持不變”．
（1）在你所設計的實驗中，用A點表示懸掛鉤碼的位置，B點表示彈簧測力計作用在杠桿上的位置，請在圖中的杠桿上標出A點與B點的位置．
（2）寫出主要實驗步驟并畫出實驗數據記錄表．

Answer 1

分析：（1）鉤碼作為阻力，根據mg求出阻力大小是2N，根據彈簧測力計的量程1N，可以確定動力臂一定要大于或等于阻力臂的2倍．確定A和B的位置．
（2）阻力和阻力臂不變，讓彈簧測力計在B位置左邊的某位置豎直向上拉動彈簧測力計，使杠桿在水平位置平衡．記錄動力和動力臂，要進行多次實驗，記錄多組數據．
（3）在阻力和阻力臂不變時，實驗中要有多次實驗，要記錄動力、動力臂．

解答：答：（1）鉤碼的重力：G=mg=0.2kg×10n/kg=2N，彈簧測力計能測量的最大值是1N，所以動力臂大于或等于阻力臂的2倍．測力計指針調零，將兩小段細繩做成兩個繩套，分別掛在A、B兩處，將杠桿調為水平平衡．如圖．

（2）實驗步驟：
1）在A處繩套懸掛質量為200g的鉤碼，用測力計勾住B繩套豎直向上拉測力計直至杠桿水平平衡，讀測力計示數F₁，B點刻度值L₁并記錄在表格中．
2）向外側移動B點至另一位置，再次用測力計勾住B繩套豎直向上拉測力計直至杠桿水平平衡，讀測力計示數F₂，B點刻度值L₂并記錄在表格中．
3）向外側移動B點至另一位置，再次用測力計勾住B繩套豎直向上拉測力計直至杠桿水平平衡，讀測力計示數F₃，B點刻度值L₃并記錄在表格中．
4）計算F與L的乘積，進行分析，得出結論．
實驗表格：

實驗次數	F/N	L/cm
1
2
3

點評：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．