Question

10．據(jù)報(bào)道，一位物理老師在動(dòng)物園內(nèi)，用彈簧測(cè)力計(jì)稱(chēng)出了一頭大象的質(zhì)量．在稱(chēng)象過(guò)程中，他還用到了吊車(chē)、鐵籠和一根很長(zhǎng)的槽鋼等輔助工具．操作步驟如下：
步驟1．他首先將鐵籠系于槽鋼上的B點(diǎn)，當(dāng)?shù)踯?chē)吊鉤在槽鋼上的懸吊點(diǎn)移至O點(diǎn)時(shí)，槽鋼在水平位置平衡，測(cè)得OB=6cm．
步驟2．將大象引入鐵籠，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉住槽鋼的另一端，使之再次在水平位置平衡，測(cè)得OA=9m，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為200N．

（1）老師運(yùn)用了杠桿原理進(jìn)行測(cè)量的．
（2）設(shè)計(jì)步驟1的目的是消除槽鋼和鐵籠重力對(duì)杠桿平衡的影響．
（3）試計(jì)算大象的質(zhì)量（g取10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）長(zhǎng)的槽鋼實(shí)質(zhì)是一個(gè)省力杠桿；
（2）設(shè)計(jì)步驟1的目的，從列式中分析可知消除槽鋼重力對(duì)杠桿的影響．
（3）利用杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻×力阻力臂，根據(jù)已知條件確定杠桿所受的力及力臂代入便可求出未知量．

解答 解：
（1）由圖可知，長(zhǎng)的槽鋼實(shí)質(zhì)是一個(gè)省力杠桿，因此，老師稱(chēng)象的過(guò)程運(yùn)用的是杠桿原理；
（2）從題干中不難發(fā)現(xiàn)設(shè)置步驟1的作用：消除槽鋼和鐵籠重力對(duì)杠桿平衡的影響．
（3）杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂
200N×9m=G×0.06m
解得：G=30000N．
大小的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3×1{0}^{4}N}{10N/kg}$=3000kg．
答：（1）杠桿；（2）消除槽鋼和鐵籠重力對(duì)杠桿平衡的影響；（3）3000kg．

點(diǎn)評(píng) 此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．