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物理必考实验台上有如下实验器材:一个带支架的杠杆.一个量程为0-5N

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

实验台上有如下实验器材:一个带支架的杠杆、一个量程为0~5N的弹簧测力计、七个质量均为100g的钩码和两段细绳.请利用上述实验器材设计一个实验,证明“在杠杆平衡时,如果动力臂和阻力臂保持不变,则动力的变化量跟阻力的变化量成正比”.R88物理好资源网(原物理ok网)

(1)在图所示的杠杆中,点A表示钩码悬挂在杠杆上的位置,请在合适的位置标出弹簧测力计施加拉力的作用点,用B表示.R88物理好资源网(原物理ok网)

(2)写出主要实验步骤,画出记录实验数据的表格.

试题答案

答:(1)如图所示(答案不唯一).R88物理好资源网(原物理ok网)

(2)实验步骤:R88物理好资源网(原物理ok网)

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.R88物理好资源网(原物理ok网)

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.R88物理好资源网(原物理ok网)

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.R88物理好资源网(原物理ok网)

④仿照步骤③,重复5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m2~m6、弹簧测力计示数F动2~F动6记录在表格中.R88物理好资源网(原物理ok网)

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F阻0~F阻6记录在表格中.R88物理好资源网(原物理ok网)

⑥分别算出实验中动力变化量△F动1(F动1-F动0)~△F动6(F动6-F动0);分别算出与动力变化量对应的阻力变化量△F阻1(F阻1-F阻0)~△F动6(F阻6-F阻0);将以上数据记录在表格中.R88物理好资源网(原物理ok网)

实验数据记录表格:R88物理好资源网(原物理ok网)

实验次数1234567
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
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试题解析

每个钩码的质量都是100g,每个钩码在重力是1N,倘若7个钩码都挂在A处,弹簧测力计的量程是0~5N,把钩码看成阻力,把弹簧测力计施加的力看成动力,根据杠杆平衡条件得,动力臂最小为4.2个小格,所以弹簧测力计拉力作用点可以在支点右侧的第5格处任意整格处,为了使力臂在杠杆上,杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计施加竖直向上的力.R88物理好资源网(原物理ok网)

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.R88物理好资源网(原物理ok网)

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.R88物理好资源网(原物理ok网)

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.R88物理好资源网(原物理ok网)

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,对于学生来讲有很大的难度,尤其是表格的设计,更具有挑战性.R88物理好资源网(原物理ok网)

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