Question

（2011?丰台区一模）实验桌上有如下器材：一个带支架的杠杆、一个符合本实验要求的钩码（钩码质量已知）、质量不同的正方体实心铁块若干、两段细绳、刻度尺．要求利用上述实验器材设计一个实验，证明“同种物质，质量与体积成正比．”
（1）写出实验步骤：
（2）设计出实验数据记录表．

Answer 1

分析：实验的目的是要证明“同种物质，质量与体积成正比”，那么就选择铁块来作为研究对象，体积可用刻度尺来进行测量，而铁块的质量则要通过杠杆，利用杠杆的平衡条件借助钩码的质量计算出来．

解答：解：（1）实验步骤：
①调节杠杆平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
②用刻度尺测量正方体铁块的边长a，并把a记录在实验数据表格中；
③用细绳把铁块和钩码系好分别悬挂在杠杆支点两侧，钩码的质量用m_码表示，钩码悬挂点到支点的距离用L₁表示，铁块悬挂点到支点的距离用L₂表示，调节铁块和钩码的悬挂位置使杠杆水平平衡，用刻度尺分别测量L₁和L₂，并把m_码、L₁、L₂记录在实验数据表格中；
④更换铁块5次，依照步骤②③，将各次的a、m_码、L₁、L₂记录在表格中；
⑤利用V=a³，计算各个正方体铁块的体积V，用m_铁=

L1m码

L2

，计算出各个铁块的质量，并将V、m_铁的数据记录在表格中．
（2）实验数据记录表：

a/m
V/m3
m码/kg
L1/m
L2/m
m铁/kg

点评：明确实验的目的是研究质量与体积的关系，而这里并未给出测直接体积和质量的工具，因此这就成了本实验要解决的主要问题．运用杠杆的平衡条件，借助已知质量的钩码来得出铁块的质量是本实验中的难点，最终通过多种知识的综合运用解决了这一问题，非常值得我们借鉴的思考．