Question

15．學習了杠桿原理后，小明和小王同學嘗試利用杠桿原理測量出一把直尺的質(zhì)量m_R，請你也參與到他們的活動中吧，實驗步驟如下：
（1）找出直尺的重心．如圖所示，他們將刀口仰放在桌面上，再把直尺平放在刀口（支點）上，左右移動直尺，使直尺在水平位置保持靜止，此時刀口的位置就是直尺的重心．他們在重心處做好記號．
（2）將質(zhì)量是m千克的鉤碼掛在刀口左端的直尺上任一位置，在刀口上向右移動直尺，使其重新在水平位置平衡，讀出此時鉤碼到刀口的距離，此距離就是動力臂L₁，直尺重心到刀口的距離就視為阻力臂L₂．
（3）利用上述已知的和測量的量可寫出計算直尺質(zhì)量的表達式為m_R=m$\frac{{L}_{1}}{{L}_{2}}$．

Answer 1

分析 此題的關鍵在于找出重心，并知道第二次平衡后，重心到支點的位置為直尺重力的力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件可求出直尺的質(zhì)量．

解答 解：（1）從效果上看，我們可以認為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫做物體的重心．當直尺平放在刀口（支點）上，平衡后，此處為重心；
（2）掛上質(zhì)量為m千克的鉤碼，使直尺在水平位置重新平衡是為了直接在杠桿上讀出力臂；
（3）根據(jù)杠桿平衡的條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，
可知G_鉤碼×L₁=G_直尺×L₂，
即mgL₁=m_RgL₂，mL₁=m_RL₂，
所以直尺的質(zhì)量m_R=m$\frac{{L}_{1}}{{L}_{2}}$．
故答案：（1）刀口；（2）水平；（3）m$\frac{{L}_{1}}{{L}_{2}}$．

點評 使直尺在水平位置平衡是為了直接讀出力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件可求出直尺的質(zhì)量．