如图1是小明根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平,横梁可绕轴O在竖直平面内转动,左侧为悬挂在固定位置P的置物盘,右侧所用砝码是实验室里常见的钩码,用细线挂在右侧带刻度线的横梁上.
(1)下面是小明测量物体质量的几个主要步骤,最合理的顺序是(只填写序号):________
A.将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处
B.将天平放在水平台面上
C.将待测物体放在天平左侧的置物盘中
D.调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
E.移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
F.由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量
(2)调节天平至水平位置平衡后,刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时,横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的________侧(填“左”或“右”);
(3)若某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处,如图2所示,因刻度值尚未标注,想测出被测物体的质量,请你写出需测量的物理量(已知钩码质量为m),并推导出被测物体质量的表达式.
网友回答
解:(1)简易天平的使用步骤:
B.将天平放在水平台面上;
A.将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处(相当于游码回零);
D.调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记(相当于移动平衡螺母使指针指到分度盘的中央位置);
C.将待测物体放在天平左侧的置物盘中(相当于左盘放物体);
E.移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记(相当于增减砝码或移动游码使天平重新平衡);
F.由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量;
(2)调节天平至水平位置平衡时,横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记;把待测物体放在天平左侧的置物盘中时,横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的左侧.
(3)某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处,如图2所示,
则根据杠杆平衡条件得:Mg?OP=mg?(ON-OQ)可知,
需要测出OP的长度L,OQ的长度d,ON的长度h,钩码质量为m,
∴物体的质量M=m.
故