现有一个弹簧测力计(量程足够),一把匀质的、长为L有刻度的、零点位于端点的直尺,一个木块及质量不计的细线.试用这些器材设计一个实验装置,通过一次测量(弹簧测力计只准读

发布时间:2020-07-29 10:00:09

现有一个弹簧测力计(量程足够),一把匀质的、长为L有刻度的、零点位于端点的直尺,一个木块及质量不计的细线.试用这些器材设计一个实验装置,通过一次测量(弹簧测力计只准读一次数),求出木块的质量和尺的质量.
要求:(1)画出实验示意图;
(2)简要写出实验步骤;
(3)写出测量的物理量,并用相应的字母表示;
(4)用所测量的物理量表示木块的质量和尺的质量.

网友回答

解:(1)实验示意图如下:

(2)实验步骤:①将弹簧测力计从直尺中心偏左的任一位置用细线悬挂起来;
②将木块悬挂在弹簧测力计的左端;
③移动木块悬挂的位置,直至直尺在水平位置平衡.
(3)测量的物理量是:两力臂分别为L1、L2,弹簧测力计的示数为F.
(4)推导木块和直尺质量的表达式:
①以B点为支点,向上提拉木块时,根据杠杆的平衡条件得m木g×(L1+L2)=F×L2,
∴木块质量的表达式为:m木=
②以A点为支点,向上提拉直尺时,根据杠杆的平衡条件得m尺g×(L1+L2)=F×L1,
∴直尺质量的表达式为m尺=.

解析分析:(1)杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1×L1=F2×L2;(2)本题关键是“通过一次测量”,就能计算出木块和直尺的质量,因此选择不同支点是解决问题的关键:①很明显本题中,动力只有一个,就是弹簧测力计的拉力,阻力有木块重力和直尺重力两个;②以提木块为主要目的时,就以直尺重心为支点,根据杠杆平衡条件列出式子求出木块的重力;③以提直尺为主要目的时,就以木块重力在尺子上的作用点为支点,根据杠杆平衡条件列出式子求出尺子的重力.

点评:解题的关键在于提拉木块和提拉直尺要以不同的支点分析,根据杠杆的平衡条件进行推理,类似的问题如两人用木棒抬东西时的支点确定等,属于一道中档题.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!