Question

实验桌上有符合实验要求的橡皮筋一根、已调好的弹簧测力计一个、刻度尺一把、细线若干。现将一块贴有白纸的木板竖直固定在一支架上，将一根两端带有调平衡螺母的杠杆安装在垂直于木板平面的转轴 上，并可绕转轴在平行于木板的竖直平面内自由转动，杠杆上有间距相等的刻度线，如图20所示。请你在如图所示装置的基础上，选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 跟阻力成正比”。请你写出实验步骤（可画示意图辅助说明），画出实验数据记录表格。

Answer

（1）用细线做两个绳套，分别固定在杠杆转轴两侧的A点和B点上。调节杠杆两端的调平衡螺母使其水平平衡。把橡皮筋的一端用A点绳套固定，B点绳套挂在弹簧测力计的挂钩上。

（2）竖直向上拉动弹簧测力计，同时用力竖直向上将橡皮筋的另一端C拉到D点，使杠杆水平平衡，标记D点的位置，用刻度尺测出此时橡皮筋的长度L，把弹簧测力计的示数F1记录在表格中。

（3）将橡皮筋的C端直接挂在弹簧测力计上，竖直向上拉动弹簧测力计，使橡皮筋的长度仍为L，记录此时弹簧测力计的示数T。根据等效替代的思想，步骤（2）中橡皮筋C端拉到D点时对杠杆的拉力F2=T，将T和F2记录在表格中。

（4）仿照步骤（2）（3），不改变橡皮筋和弹簧测力计对杠杆所施拉力的作用点和方向，改变5次橡皮筋C端所拉到的位置点，同时改变弹簧测力计的拉力大小，使杠杆保持水平平衡，并记录相应的F1、T和F2 。

实验数据记录表：

T/N

F2/N

F1/N

【解析】

试题分析：实验步骤：（1）用细线做两个绳套，分别固定在杠杆转轴两侧的A点和B点上。调节杠杆两端的调平衡螺母使其水平平衡。把橡皮筋的一端用A点绳套固定，B点绳套挂在弹簧测力计的挂钩上。（2）竖直向上拉动弹簧测力计，同时用力竖直向上将橡皮筋的另一端C拉到D点，使杠杆水平平衡，标记D点的位置，用刻度尺测出此时橡皮筋的长度L，把弹簧测力计的示数F1记录在表格中。（3）将橡皮筋的C端直接挂在弹簧测力计上，竖直向上拉动弹簧测力计，使橡皮筋的长度仍为L，记录此时弹簧测力计的示数T。根据等效替代的思想，步骤（2）中橡皮筋C端拉到D点时对杠杆的拉力F2=T，将T和F2记录在表格中。（4）仿照步骤（2）（3），不改变橡皮筋和弹簧测力计对杠杆所施拉力的作用点和方向，改变5次橡皮筋C端所拉到的位置点，同时改变弹簧测力计的拉力大小，使杠杆保持水平平衡，并记录相应的F1、T和F2 。实验数据记录表：

T/N

F2/N

F1/N

考点：杠杆