Question

這是一架應用杠桿平衡條件制作的只需要一個砝碼的天平，所用砝碼是實驗室里常見的質量為50g的鉤碼，用細線掛在右側橫梁上，調節天平至水平位置平衡（如圖甲所示）．測量時只需移動細線在橫梁上的位置使橫梁平衡，由細線在橫梁上的位置對應的刻度值直接
表示物體的質量．
（1）將下列測量物體質量的幾個主要步驟按正確的順序寫出來（只填寫序號）______
a．將懸掛鉤碼的細線移到0刻線．
b．將天平放在水平臺面上．
c．將待測物體放在天平的置物盤上．
d．調整橫梁右側的平衡螺母使橫梁上懸掛的重錘線對準底座上的標記．
e．移動懸掛鉤碼的細線使橫梁上懸掛的重錘線對準底座上的標記．

（2）為了確定橫梁上的刻度，在置物盤中放置一個50g的砝碼，移動懸掛鉤碼的細線使橫梁平衡（如圖乙所示）．請在圖21甲的橫梁標尺上標出50g、150g二個刻度．
（3）將一石塊放在置物盤上，移動懸掛鉤碼的細線使橫梁平衡（如圖丙所示）．這個礦石的質量是______g．

Answer 1

【答案】分析：（1）簡易的天平和托盤天平的調節、稱量物體質量的步驟是相似的．
托盤天平和簡易天平不同之處：
托盤天平的指針指到分度盤的中央位置，天平的橫梁平衡．
簡易天平的重錘線對齊說明天平的橫梁平衡．
（2）甲圖，根據杠杠平衡條件列出等式．
乙圖左盤放50g物體，根據杠杠平衡條件，列出等式．
同理找出150g刻度．
刻度是均勻的，標出100g、200g等刻度．
（3）根據刻度讀出物體的質量．
解答：解：（1）簡易天平的使用步驟：
b．將天平放在水平臺面上．
a．將懸掛鉤碼的細線移到0刻線．（相當于游碼回零）
d．調整橫梁右側的平衡螺母使橫梁上懸掛的重錘線對準底座上的標記．（相當于移動平衡螺母使指針指到分度盤的中央位置）
c．將待測物體放在天平的置物盤上．（相當于左盤放物體）
e．移動懸掛鉤碼的細線使橫梁上懸掛的重錘線對準底座上的標記．（相當于增減砝碼或移動游碼使天平重新平衡）
（2）甲圖，天平在水平位置平衡，所以，m_盤gl_左=m_碼gl，
乙圖，當左盤中放50g物體時，天平在水平位置平衡，
所以，（m_盤+50）gl_左=m_碼g（l+l₅₀），
所以，m_盤gl_左+50gl_左=m_碼gl+m_碼gl₅₀，
所以，50gl_左=m_碼gl₅₀，
所以在乙圖的A處標50g的刻度．
當左盤中放150g物體時，天平在水平位置平衡，
所以，（m_盤+150）gl_左=m_碼g（l+l₁₅₀），
所以，m_盤gl_左+150gl_左=m_碼gl+m_碼gl₁₅₀，
所以，150gl_左=m_碼gl₁₅₀，
所以，150gl_左=3×50gl_左，
所以，m_碼gl₁₅₀=3×m_碼gl₅₀，
所以，l₁₅₀=3×l₅₀，
所以在乙圖的B處標150g的刻度．
同理在乙圖的C處標100g的刻度．

（3）天平的左盤放物體時，鉤碼掛在C處天平平衡，物體質量為100g．
故答案為：（1）badce；（2）如下圖；（3）100．

點評：本題簡易天平和學生常用的天平使用方法大致相同，學會變通．
對于簡易天平的刻度方法，多次利用杠杠天平條件求出．杠杠平衡條件是本題的核心．