(2011•河西区二模)实验台上有如下器材:一个带支架且有刻度的杠杆、一个量程为0~5N的弹簧测力计、4个质量均为100

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  • 解题思路:(1)把钩码看成阻力,把弹簧测力计施加的力看成动力,钩码的总重约为4N,弹簧测力计的量程为0~5N,所以弹簧测力计拉力可以在支点右侧的≥第3格的任意整格处施加竖直向上的力,或者也可以在杠杆左侧≥第3格处施加竖直向下的力.

    (2)在A处挂不同的钩码,计算阻力,在B处竖直向上拉动杠杆,测量动力.

    (3)分别计算阻力变化量和动力变化量,观察在动力臂和阻力臂不变时,动力变化量和阻力变化量的关系.

    (4)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、动力变化量、阻力变化量、钩码质量.

    (1)A点悬挂钩码,其拉力是竖直向下的,要使杠杆平衡,可在杠杆的右侧施加竖直向上的拉力,或在杠杆的左侧施加竖直向下的拉力.

    因此,B点的位置有多个选择.如图所示(答案不唯一).

    (2)以钩码的重力为阻力,以弹簧测力计的拉力为动力,在不改变力臂的情况下,依次改变挂钩码的个数(因有4只钩码,所以共改变4次),用弹簧测力计拉杠杆使其在水平位置平衡,并记录相关数据.最后对数据进行分析归纳.

    实验步骤:①用细绳做一个绳套,拴牢在杠杆的B位置处,调节杠杆使其水平平衡,把动力臂L、阻力臂L记录在表格中.将弹簧测力计的指针调节到零刻度线位置.

    ②在A位置处挂1个钩码,在B位置处竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆水平平衡,将所挂钩码的质量m0、弹簧测力计示数F动0记录在表格中.

    ③在A点处加挂1个钩码,在B点处竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆水平平衡,将所挂钩码的总质量m1、弹簧测力计示数F动1记录在表格中.

    ④仿照步骤③,重复2次,每次在A点处加挂1个钩码,在B位置处竖直向上拉弹簧测力计,使杠杆水平平衡;将各次所挂钩码的总质量、弹簧测力计示数记录在表格中.

    ⑤根据F=G砝码=m砝码g,分别算出每次施加在A位置的阻力大小记录在表格中.

    ⑥分别算出实验中动力变化量△F和对应的阻力变化量△F;将以上数据记录在表格中.

    (3)在记录实验数据时,应包括动力、阻力、动力臂、阻力臂、动力变化量、阻力变化量、钩码质量等.因有4只钩码,实验次数可设定为4次.

    实验数据记录表格:

    实验次数 1 2 3 4

    动力臂L/cm

    阻力臂L/cm

    钩码质量m/g

    动力F/N

    阻力F/N

    动力变化量△F/N

    阻力变化量△F/N (4)在分析处理数据时,应分别算出实验中动力变化量△F和对应的阻力变化量△F,通过分析两者之间的比值是否变化,得出二者是否成正比.

    故答案为:(1)如图;(2)实验步骤同上;(3)见上表;

    (4)分别算出实验中动力变化量△F和对应的阻力变化量△F,分析两者之间的比值情况,归纳变化规律.

    点评:

    本题考点: 控制变量法与探究性实验方案.

    考点点评: 这个实验不只是验证杠杆平衡条件,而是探究动力臂、阻力臂不变时,动力变化量和阻力变化量之间的关系,对于学生来讲有较大的难度,尤其是表格的设计.注意记录的内容应包括两个变化量,同时根据提供的钩码情况确定实验进行的次数,具有一定的挑战性.