Question

18．（1〕創(chuàng)新實驗大賽中：
如圖甲的裝置是小李同學(xué)設(shè)計的“測食用油密度”的實驗方案：首先用如圖所示的裝置測量食用油質(zhì)量，圖中杠桿水平，細(xì)線堅直．小李將輕質(zhì)小桶掛在A點〔不計小桶質(zhì)量），倒入部分食用油，用調(diào)好的彈簧測力計豎直向上拉杠桿上的B點，使杠桿水平平衡，如圖所示，測力計的示數(shù)為0.9N，則食用油質(zhì)量為0.18kg，如果將測力計沿圖中虛線方向拉，仍使杠桿在水平位置平衡，則測力計的示數(shù)將變大（選填“變大”、“不變”或“變小”）
（2）如圖乙裝置是小明學(xué)生設(shè)計的直接測量液體密度的“密度天平”，其制作過程和原理如下：
選擇一根長l米的杠桿，調(diào)節(jié)兩邊螺母使杠桿在水平位罝平衡，在左側(cè)離中點10匣米的A位置用細(xì)線固定一個質(zhì)量為150克、容積為80毫升的容器．右側(cè)用細(xì)線懸掛一質(zhì)量為50克的鉤碼〔細(xì)線的質(zhì)量忽略不計）．測量時往容器中加滿待測液體，移動鉤碼使杠桿在水平位罝平衡，在鉤碼懸掛位置直接讀出液體的密度，則該“密度天平”的“零刻度”應(yīng)標(biāo)在右端離支點O30厘米處，該“密度天平”的量程為0～1.25g/cm³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿的平衡條件可以求出在食用油質(zhì)量；
拉力的方向是傾斜的，力的方向與杠桿不垂直，力臂不能從杠桿上讀出，此時力臂變小，根據(jù)杠桿的平衡條件分析彈簧測力計示數(shù)變化．
（2）在容器中未倒入液體時，直接將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入杠桿的平衡條件公式F₁L₁=F₂L₂中，即可求出鉤碼所在的位置，這就是該“密度天平”的“零刻度”；
鉤碼移至最右端時，該“密度天平”達(dá)到了大量程，同樣根據(jù)杠桿的平衡條件，帶入相關(guān)的數(shù)據(jù)，即可進(jìn)行求解．

解答 解：
（1）設(shè)杠桿一個小格代表L，
根據(jù)杠杠的平衡條件可知，G×4L=F×8L，
即：m×10N/kg×4L=0.9×8L，
解得：m=0.18kg；
彈簧測力計在B處豎直向上拉時，拉力的方向豎直向上與杠桿垂直，動力臂等于支點到力的作用點的距離；當(dāng)彈簧測力計逐漸向右傾斜時，拉力的方向不再與杠桿垂直，動力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件，動力變大，彈簧測力計的示數(shù)變大；
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件公式：F₁L₁=F₂L₂得，150g×10cm=50g×L₂，
解得，L₂=30cm；
根據(jù)題意鉤碼移動至最右端，該“密度天平”達(dá)到最大量程，設(shè)OA為L₁′，O點距最右端的距離為L₂′，容器的質(zhì)量為m₁，鉤碼的質(zhì)量為m₂，容器中加滿液體的質(zhì)量為m，
由F₁L₁=F₂L₂得，（m₁+m）gL₁′=m₂gL₂′，
已知：m₁=150g，m₂=50g，L₁=10cm，L₂′=50cm，
代入上式解得，m=100g，
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{100g}{80c{m}^{3}}$=1.25g/cm³．
故答案為：（1）0.18；變大；（2）30；0～1.25g/cm³．

點評 （1）利用杠桿平衡條件，可以求出力或力臂大小，也可以判斷杠桿是否平衡，或判斷力的大小變化等，杠桿平衡條件應(yīng)用很廣泛．
（2）通過杠桿的平衡條件，來間接地測量液體的密度，題目考查的角度比較新穎，能熟練運用杠桿的平衡條件進(jìn)行分析，并能將相關(guān)數(shù)據(jù)對號入座，最終轉(zhuǎn)換為密度的測量是本題的關(guān)鍵．