Question

1．小明在動(dòng)物園內(nèi)看到一頭大象，他想向曹沖學(xué)習(xí)，就設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，用彈簧測(cè)力計(jì)稱(chēng)出一頭大象的重量，在方案中，他用到了吊車(chē)、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵籠和一根很長(zhǎng)的槽鋼等輔助工具，步驟如下：

A、如圖甲所示裝配好器材，將鐵籠系于槽鋼上的B點(diǎn)，吊車(chē)吊鉤在槽鋼上的懸吊點(diǎn)為O點(diǎn)．
B、將大象引入鐵籠，調(diào)整吊鉤懸吊點(diǎn)O點(diǎn)的位置．直到用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉住槽鋼的另一端，能夠在水平位置平衡，如圖乙所示．測(cè)出OB、OA的長(zhǎng)度和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算大象的質(zhì)量．
（l） 若方法成立并且測(cè)得OB=6cm，OA=9m，F(xiàn)=200N，則大象的質(zhì)量為3000千克．
（2）請(qǐng)你評(píng)估小明的方案，指出一處不足之處步驟B中沒(méi)有保持懸吊點(diǎn)O的位置不變．

Answer 1

分析 （1）知道杠桿兩邊力臂個(gè)拉力F，利用杠桿平衡條件求出大象重力，再利用G=mg求大象的質(zhì)量；
（2）設(shè)置步驟A的作用是消除槽鋼和鐵籠重力對(duì)杠桿平衡的影響，而在步驟B中，又調(diào)整吊鉤懸吊點(diǎn)O點(diǎn)的位置，這樣槽鋼和鐵籠重力對(duì)杠桿平衡將產(chǎn)生影響，而沒(méi)有考慮．

解答 解：
（1）如圖甲，槽鋼與鐵籠組成的杠桿調(diào)節(jié)平衡，
大象引入鐵籠后，杠桿水平位置平衡，
由杠桿的平衡條件有：F×AO=G_象×OB，
即200N×900cm=G_象×6cm，
解得大象重力：G_象=3×10⁴N；
大象的質(zhì)量：
m_象=$\frac{{G}_{象}}{g}$=$\frac{3×1{0}^{4}N}{10N/kg}$=3000kg；
（2）小明的方案中不足之處是：在步驟B中，調(diào)整吊鉤懸吊點(diǎn)O點(diǎn)的位置，這樣槽鋼和鐵籠重力對(duì)杠桿平衡將產(chǎn)生影響．
故答案為：（1）3000；（2）步驟B中沒(méi)有保持懸吊點(diǎn)O的位置不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是能夠正確分析杠桿所受的力及力臂，在代入數(shù)據(jù)時(shí)一定要細(xì)心，并注意單位，物理來(lái)源于生活，也服務(wù)于生活，有意義！