Question

小明要測量一根1 m左右、粗細和質地都均勻的細木棒的質量，通過估測發(fā)現木棒的質量會超出現有天平的量程．于是，他想用其他方法進行測量．

現有器材：天平、一塊質量適當的金屬塊、一把量程為20 cm的刻度尺和幾根足量長的細繩．

只利用現有器材請你幫他設計測量這根細木棒質量的方案，要求：

(1)寫出主要實驗步驟和需測量的物理量；

(2)寫出木棒質量的數學表達式(用測量量表示)．

Answer 1

答案：
解析：

答：(1)主要實驗步驟和需測量的物理量同上； 　　(2)木棒質量的數學表達式為M＝m． 　　分析：(1)木棒的質量會超出現有天平的量程，不能量程直接測量，可以把木棒當做杠桿，利用杠桿平衡條件求解： 　　如圖，將金屬塊掛在木棒的一端，用細繩拴在木棒中間某一位置(支點)，移動繩的位置，使木棒保持水平平衡，木棒的重力作用在中心上，用刻度尺測量兩邊力臂，用天平測量鐵塊的質量(求出重力)，利用杠桿平衡條件求木棒重力； 　　(2)由于木棒保持水平平衡，求出兩邊力臂，利用杠桿平衡條件求木棒的重力，再用重力公式求木棒的質量． 　　解答：解： 　　(1)主要實驗步驟： 　�、儆锰炱椒Q出金屬塊的質量m； 　　②用細繩和刻度尺測出木棒的長度L； 　�、蹖⒂眉毨K系好的金屬塊系在木棒的一端，然后再將另一細繩一端做成繩環(huán)套在木棒上，用手提起該繩的另一端，并移動繩環(huán)的位置，使木棒保持水平平衡； 　�、苡眉毨K和刻度尺測量出繩環(huán)到系金屬塊那端的木棒長度． 　　(2)如圖，以O為支點， 　　∵杠桿平衡， 　　∴G鐵×＝G×(L－) 　　即：mg×＝Mg×(L－) 　　解得：木棒的質量： 　　M＝m． 　　點評：本題巧用杠桿平衡條件測量木棒的質量，難點在實驗步驟的設計，想到把木棒當做杠桿去用是本題的突破口．

提示：

杠桿的平衡條件．