Question

10．現(xiàn)有細(xì)繩、質(zhì)量可忽略的長(zhǎng)硬棒、刻度尺、一瓶600mL的水，空瓶的質(zhì)量忽略不計(jì)．如圖所示，小宇用上述器材自制一把無(wú)刻度值的桿秤，用來(lái)估測(cè)書包重力．
（1）這瓶水的重力G₁=6 N．（水的密度是1g/cm³，g=10N/kg）
（2）手提細(xì)繩，若硬棒水平靜止．在圖中標(biāo)示需要測(cè)量的長(zhǎng)度（用物理量符號(hào)注明）．
（3）書包的重力G₂=$\frac{{G}_{1}{L}_{2}}{{L}_{1}}$（用上述已給及所測(cè)量的物理量符號(hào)表示）．
（4）若測(cè)量過(guò)程中硬棒掛書包一端下沉，讓硬棒水平平衡的辦法是把水瓶向右移動(dòng)一點(diǎn)或把書包向右移動(dòng)一點(diǎn)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)m=ρV計(jì)算出水的質(zhì)量，根據(jù)G=mg計(jì)算出其重力；
（2）細(xì)繩處為支點(diǎn)，根據(jù)力臂定義（從支點(diǎn)到力的作用線的距離）標(biāo)出兩邊力臂的大小，；
（3）根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂寫出書包的重力表達(dá)式；
（4）當(dāng)書包一端下沉，說(shuō)明書包重力與其力臂的乘積過(guò)大，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：
（1）水的體積V=600ml=600cm³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質(zhì)量：
m₁=ρ_水V=1g/cm³×600cm³=600g=0.6kg，
水的重力：
G₁=m₁g=0.6kg×10N/kg=6N；
（2）要得出書包的重力，還需測(cè)出書包及水瓶對(duì)杠桿力的力臂，如圖所示：

（3）根據(jù)杠桿的平衡條件：
G₁L₂=G₂L₁
則G₂=$\frac{{G}_{1}{L}_{2}}{{L}_{1}}$；
（4）若包一端下沉，則說(shuō)明包對(duì)杠桿的力與其力臂的乘積大于瓶對(duì)杠桿的力與其力臂的乘積，所以應(yīng)該減小L₁或增大L₂，把水瓶向右移動(dòng)一點(diǎn)或把書包向右移動(dòng)一點(diǎn)．
故答案為：（1）0.6；6；（2）如圖所示；（3）$\frac{{G}_{1}{L}_{2}}{{L}_{1}}$；（4）把水瓶向右移動(dòng)一點(diǎn)或把書包向右移動(dòng)一點(diǎn)．

點(diǎn)評(píng) 這是一道杠桿與密度的綜合題，考查了學(xué)生對(duì)杠桿平衡條件的理解以及密度與質(zhì)量關(guān)系的簡(jiǎn)單計(jì)算．有一定的難度．