Question

15．學(xué)習(xí)了杠桿原理后，小明和小王同學(xué)嘗試?yán)�用杠桿原理測(cè)量出一把直尺的質(zhì)量m_R，請(qǐng)你也參與到他們的活動(dòng)中吧，實(shí)驗(yàn)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(diǎn)）上，左右移動(dòng)直尺，使直尺在水平位置保持靜止，此時(shí)刀口的位置就是直尺的重心．他們?cè)谥匦奶幾龊糜浱?hào)．
（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(dòng)直尺，使其重新在水平位置平衡，讀出此時(shí)鉤碼到刀口的距離，此距離就是動(dòng)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(cè)量的量可寫(xiě)出計(jì)算直尺質(zhì)量的表達(dá)式為m_R=m$\frac{{L}_{1}}{{L}_{2}}$．

Answer 1

分析 此題的關(guān)鍵在于找出重心，并知道第二次平衡后，重心到支點(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）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(dòng)力×動(dòng)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(diǎn)評(píng) 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．