小明要测量一根1m左右、粗细和质地都均匀的细木棒的质量,通过估测发现木棒的质量会超出现有天平的量程.于是,他想用其他方法

小明要测量一根1m左右、粗细和质地都均匀的细木棒的质量,通过估测发现木棒的质量会超出现有天平的量程.于是,他想用其他方法进行测量.
现有器材:天平、一块质量适当的金属块、一把量程为20cm的刻度尺和几根足量长的细绳.
只利用现有器材请你帮他设计测量这根细木棒质量的方案,要求:
(1)写出主要实验步骤和需测量的物理量;
(2)写出木棒质量的数学表达式(用测量量表示).
好不伤心 1年前 已收到1个回答 举报

清薇 幼苗

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解题思路:(1)木棒的质量会超出现有天平的量程,不能量程直接测量,可以把木棒当做杠杆,利用杠杆平衡条件求解:
如图,将金属块挂在木棒的一端,用细绳拴在木棒中间某一位置(支点),移动绳的位置,使木棒保持水平平衡,木棒的重力作用在中心上,用刻度尺测量两边力臂,用天平测量铁块的质量(求出重力),利用杠杆平衡条件求木棒重力;
(2)由于木棒保持水平平衡,求出两边力臂,利用杠杆平衡条件求木棒的重力,再用重力公式求木棒的质量.

(1)主要实验步骤:
①用天平称出金属块的质量m;
②将用细绳系好的金属块系在木棒的一端,然后再将另一细绳一端做成绳环套在木棒上,用手提起该绳的另一端,并移动绳环的位置,使木棒保持水平平衡;
③用细绳和刻度尺测量出绳环到系金属块那端的木棒长度L.

(2)如图,以O为支点,
∵杠杆平衡,
∴G×L=G×([1/2]×1m-L)
即:mg×L=Mg×([1/2]×1m-L)
解得:木棒的质量:
M=[2L/1m−2L]m.
答:(1)主要实验步骤和需测量的物理量同上;
(2)木棒质量的数学表达式为M=[2L/1m−2L]m.

点评:
本题考点: 杠杆的平衡条件.

考点点评: 本题巧用杠杆平衡条件测量木棒的质量,难点在实验步骤的设计,想到把木棒当做杠杆去用是本题的突破口.

1年前

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