我们知道,使用弹簧测力计时不得超过其量程.但小明和小英想利用一个粗细均匀的直棒作为杠杆(直棒总长1m,均匀分成10份),并利用直棒和量程为10N的弹簧测力计,测量超过它量程的物重.小明和小英设计的方案均是将直棒在O点悬吊起来(O点固定不变),用一绳套吊着重物(重物位置可移),并从B端挂弹簧测力计,使杠杆在水平位置平衡.如图所示.
(1)请你分析说明,上述设计方案中谁的更科学?
(2)若采用小英的方案,可以精确地测量出的最大物重是多少?具体操作方法是怎样的?
网友回答
解:(1)小明的方案中杠杆的支点不是杠杆的中间,故此方案会使得杠杆自身重对实验结论造成影响,而相对来说小英设计的方案更科学.因为此方案支点在杠杆的中点,杠杆的自重不影响杠杆的平衡.
(2)由于杠杆的总长度是1m,故一个小格的长度是10cm,故根据杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,当物体挂在O点左侧第一格处时,阻力臂最小,弹簧测力计在B处竖直往向下拉至最大10N,此时所测能测出最大物重,根据杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,可求出物体的重G==50N.
答:(1)小英设计的方案更科学.因为此方案支点在杠杆的中点,杠杆的自重不影响杠杆的平衡.(2)采用小英的方案,可以精确地测量出的最大物重是50N.其操作是:物体挂在O点左侧第一格处,弹簧测力计在B处竖直向下拉.解析分析:(1)在进行杠杆平衡的实验时,杠杆本身的重力不能忽略,所以应从能否去掉杠杆自身重对实验的影响的角度分析即可.(2)若想使得测量的物重最大,即需要让悬挂的物体的力臂最小即可,故找出悬挂物体时的最小力臂,在利用杠杆的平衡条件计算即可.点评:此题的关键是要知道用杠杆称量物体时,杠杆自身也是有重力的,故去掉杠杆自身重对实验的影响是非常关键的.