Question

實驗桌上有如下器材：一個帶支架的杠桿、一個符合本實驗要求的鉤碼（鉤碼質量已知）、質量不同的正方體實心鐵塊若干、兩段細繩、刻度尺．要求利用上述實驗器材設計一個實驗，證明“同種物質，質量與體積成正比．”
（1）寫出實驗步驟：
（2）設計出實驗數據記錄表．

Answer 1

【答案】分析：實驗的目的是要證明“同種物質，質量與體積成正比”，那么就選擇鐵塊來作為研究對象，體積可用刻度尺來進行測量，而鐵塊的質量則要通過杠桿，利用杠桿的平衡條件借助鉤碼的質量計算出來．
解答：解：（1）實驗步驟：
①調節杠桿平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；
②用刻度尺測量正方體鐵塊的邊長a，并把a記錄在實驗數據表格中；
③用細繩把鐵塊和鉤碼系好分別懸掛在杠桿支點兩側，鉤碼的質量用m_碼表示，鉤碼懸掛點到支點的距離用L₁表示，鐵塊懸掛點到支點的距離用L₂表示，調節鐵塊和鉤碼的懸掛位置使杠桿水平平衡，用刻度尺分別測量L₁和L₂，并把m_碼、L₁、L₂記錄在實驗數據表格中；
④更換鐵塊5次，依照步驟②③，將各次的a、m_碼、L₁、L₂記錄在表格中；
⑤利用V=a³，計算各個正方體鐵塊的體積V，用m_鐵=，計算出各個鐵塊的質量，并將V、m_鐵的數據記錄在表格中．
（2）實驗數據記錄表：

a/m
V/m3
m碼/kg
L1/m
L2/m
m鐵/kg

點評：明確實驗的目的是研究質量與體積的關系，而這里并未給出測直接體積和質量的工具，因此這就成了本實驗要解決的主要問題．運用杠桿的平衡條件，借助已知質量的鉤碼來得出鐵塊的質量是本實驗中的難點，最終通過多種知識的綜合運用解決了這一問題，非常值得我們借鑒的思考．