Question

8．某同學(xué)想利用杠桿的平衡條件來(lái)測(cè)量刻度尺的質(zhì)量．
（1）將刻度尺平放在支座上，左右移動(dòng)刻度尺，找出能夠使刻度尺在水平位置保持平衡的支點(diǎn)位置，記下這個(gè)位置，它就是刻度尺的重心；
（2）如圖所示，將質(zhì)量為M的物體掛在刻度尺左邊某一位置，移動(dòng)刻度尺在支座上的位置，直到刻度尺能夠在支座上重新保持水平平衡．測(cè)量并記錄物體懸掛點(diǎn)到支座的距離L₁和刻度尺重心到支座的距離L₂；
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件，可以計(jì)算出刻度尺的質(zhì)量m=$\frac{{ML}_{1}}{{L}_{2}}$（用題目中所給物理量表示）．

Answer 1

分析 此題的關(guān)鍵在于找出中心，并知道第二次平衡后，中心到支點(diǎn)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(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心．當(dāng)直尺平放在刀口（支點(diǎn)）上，平衡后，此處為重心；
（2）由圖可知，將質(zhì)量為M的物體掛在刻度尺左邊某一位置，移動(dòng)刻度尺在支座上的位置，直到刻度尺能夠在支座上重新保持水平平衡，需要測(cè)量并記錄物體懸掛點(diǎn)到支座的距離L₁和刻度尺重心到支座的距離L₂；
（3）根據(jù)杠桿平衡的條件動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，可知G₁L₁=G×L₂，
即M₁gL₁=mgL₂，
所以直尺的質(zhì)量m=$\frac{{ML}_{1}}{{L}_{2}}$．
故答案為：（1）重心；
（2）刻度尺重心到支座；
（3）$\frac{{ML}_{1}}{{L}_{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，知道使直尺在水平位置平衡是為了直接讀出力臂，利用杠桿平衡條件求直尺的質(zhì)量，有新意！