Question

如圖1是小明根據(jù)“杠桿平衡條件”制作的只需要一個(gè)砝碼的天平，橫梁可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，左側(cè)為懸掛在固定位置P的置物盤，右側(cè)所用砝碼是實(shí)驗(yàn)室里常見的鉤碼，用細(xì)線掛在右側(cè)帶刻度線的橫梁上．
（1）下面是小明測(cè)量物體質(zhì)量的幾個(gè)主要步驟，最合理的順序是（只填寫序號(hào)）：

BADCEF

A．將懸掛鉤碼的細(xì)線移到右側(cè)橫梁的零刻線Q處
B．將天平放在水平臺(tái)面上
C．將待測(cè)物體放在天平左側(cè)的置物盤中
D．調(diào)整橫梁右側(cè)的平衡螺母使橫梁上懸掛的重垂線對(duì)準(zhǔn)底座上的標(biāo)記
E．移動(dòng)懸掛鉤碼的細(xì)線使橫梁上懸掛的重垂線對(duì)準(zhǔn)底座上的標(biāo)記
F．由細(xì)線在橫梁上的位置對(duì)應(yīng)的刻度值直接得出物體的質(zhì)量
（2）調(diào)節(jié)天平至水平位置平衡后，剛把待測(cè)物體放在天平左側(cè)的置物盤中時(shí)，橫梁上懸掛的重垂線將對(duì)準(zhǔn)底座上標(biāo)記的

左

側(cè)（填“左”或“右”）；
（3）若某次測(cè)量最終達(dá)到平衡時(shí)鉤碼位于右側(cè)橫梁上的N處，如圖2所示，因刻度值尚未標(biāo)注，想測(cè)出被測(cè)物體的質(zhì)量，請(qǐng)你寫出需測(cè)量的物理量（已知鉤碼質(zhì)量為m），并推導(dǎo)出被測(cè)物體質(zhì)量的表達(dá)式．

Answer 1

分析：（1）小明制作的簡(jiǎn)易的天平和托盤天平的調(diào)節(jié)、稱量物體質(zhì)量的步驟是相似的，也是經(jīng)過準(zhǔn)備、調(diào)平、測(cè)量、記錄、整理五個(gè)步驟；
（2）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(jiǎn)易天平的重垂線對(duì)準(zhǔn)底座的中間對(duì)齊說明天平的橫梁平衡；
（3）圖中支點(diǎn)為O點(diǎn)，根據(jù)杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂就可以計(jì)算出待測(cè)物體的質(zhì)量．

解答：解：（1）簡(jiǎn)易天平的使用步驟：
B．將天平放在水平臺(tái)面上；
A．將懸掛鉤碼的細(xì)線移到右側(cè)橫梁的零刻線Q處（相當(dāng)于游碼回零）；
D．調(diào)整橫梁右側(cè)的平衡螺母使橫梁上懸掛的重垂線對(duì)準(zhǔn)底座上的標(biāo)記（相當(dāng)于移動(dòng)平衡螺母使指針指到分度盤的中央位置）；
C．將待測(cè)物體放在天平左側(cè)的置物盤中（相當(dāng)于左盤放物體）；
E．移動(dòng)懸掛鉤碼的細(xì)線使橫梁上懸掛的重垂線對(duì)準(zhǔn)底座上的標(biāo)記（相當(dāng)于增減砝碼或移動(dòng)游碼使天平重新平衡）；
F．由細(xì)線在橫梁上的位置對(duì)應(yīng)的刻度值直接得出物體的質(zhì)量；
（2）調(diào)節(jié)天平至水平位置平衡時(shí)，橫梁上懸掛的重垂線將對(duì)準(zhǔn)底座上標(biāo)記；把待測(cè)物體放在天平左側(cè)的置物盤中時(shí)，橫梁上懸掛的重垂線將對(duì)準(zhǔn)底座上標(biāo)記的左側(cè)．
（3）某次測(cè)量最終達(dá)到平衡時(shí)鉤碼位于右側(cè)橫梁上的N處，如圖2所示，
則根據(jù)杠桿平衡條件得：Mg?OP=mg?（ON-OQ）可知，
需要測(cè)出OP的長(zhǎng)度L，OQ的長(zhǎng)度d，ON的長(zhǎng)度h，鉤碼質(zhì)量為m，
∴物體的質(zhì)量M=

h-d

L

m．
故答案為；
（1）BADCEF；
（2）左；
（3）需測(cè)量的物理量：OP的長(zhǎng)度L，OQ的長(zhǎng)度d，ON的長(zhǎng)度h；
被測(cè)物體質(zhì)量的表達(dá)式：M=

h-d

L

m．

點(diǎn)評(píng)：本題簡(jiǎn)易天平和學(xué)生常用的天平使用方法大致相同，學(xué)會(huì)變通，靈活運(yùn)用杠杠平衡條件是解決本題的關(guān)鍵．