Question

我們知道，使用彈簧測力計(jì)時(shí)不得超過其量程．但小明和小英想利用一個(gè)粗細(xì)均勻的直棒作為杠桿（直棒總長1m，均勻分成10份），并利用直棒和量程為10N的彈簧測力計(jì)，測量超過它量程的物重．小明和小英設(shè)計(jì)的方案均是將直棒在O點(diǎn)懸吊起來（O點(diǎn)固定不變），用一繩套吊著重物（重物位置可移），并從B端掛彈簧測力計(jì)，使杠桿在水平位置平衡．如圖所示．

（1）請(qǐng)你分析說明，上述設(shè)計(jì)方案中誰的更科學(xué)？
（2）若采用小英的方案，可以精確地測量出的最大物重是多少？具體操作方法是怎樣的？

Answer 1

解：（1）小明的方案中杠桿的支點(diǎn)不是杠桿的中間，故此方案會(huì)使得杠桿自身重對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論造成影響，而相對(duì)來說小英設(shè)計(jì)的方案更科學(xué)．因?yàn)榇朔桨钢�點(diǎn)在杠桿的中點(diǎn)，杠桿的自重不影響杠桿的平衡．
（2）由于杠桿的總長度是1m，故一個(gè)小格的長度是10cm，故根據(jù)杠桿平衡的條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，當(dāng)物體掛在O點(diǎn)左側(cè)第一格處時(shí)，阻力臂最小，彈簧測力計(jì)在B處豎直往向下拉至最大10N，此時(shí)所測能測出最大物重，根據(jù)杠桿平衡的條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，可求出物體的重G==50N．
答：（1）小英設(shè)計(jì)的方案更科學(xué)．因?yàn)榇朔桨钢�點(diǎn)在杠桿的中點(diǎn)，杠桿的自重不影響杠桿的平衡．（2）采用小英的方案，可以精確地測量出的最大物重是50N．其操作是：物體掛在O點(diǎn)左側(cè)第一格處，彈簧測力計(jì)在B處豎直向下拉．
分析：（1）在進(jìn)行杠桿平衡的實(shí)驗(yàn)時(shí)，杠桿本身的重力不能忽略，所以應(yīng)從能否去掉杠桿自身重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響的角度分析即可．
（2）若想使得測量的物重最大，即需要讓懸掛的物體的力臂最小即可，故找出懸掛物體時(shí)的最小力臂，在利用杠桿的平衡條件計(jì)算即可．
點(diǎn)評(píng)：此題的關(guān)鍵是要知道用杠桿稱量物體時(shí)，杠桿自身也是有重力的，故去掉杠桿自身重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響是非常關(guān)鍵的．