Question

如图所示，弹簧测力计的量程是0～5N，木块重力大约7N，轻质滑轮重为1N、铁架台、刻度尺、足够大的量杯、足量的水和细棉线（自重不计），图中每种器材各有一件． 请你利用图中的一些器材，设计一个测量木块重力的实验方案：

（1）写出选用器材的名称：________
（2）请简要地写出实验方案：________
（3）需要测量的物理量及符号：________
（4）木块重力的表达式：________．

Answer 1

解：采用动滑轮省力的原理完成此实验；拉力F=（G_木+G_轮）=（G_木+1N）；故G_木=2F-1N．
（1）选用器材的名称：弹簧测力计、轻质滑轮、铁架台、细棉线、木块；
（2）实验方案：
①将木块挂在动滑轮挂钩上，细棉线一端固定在铁架台上，另一端固定在弹簧测力计上；即在铁架台上用细线和滑轮组成一个动滑轮；
②保持弹簧测力计在竖直方向静止；
③读出弹簧测力计的示数为F；
④计算木块重力为G_木=2F-1N；
（3）需要测量的物理量：弹簧测力计的示数F
（4）G_木=2F-1N．
故答案为：（1）弹簧测力计、轻质滑轮、铁架台、细棉线、木块；
（2）①将木块挂在动滑轮挂钩上，细棉线一端固定在铁架台上，另一端固定在弹簧测力计上；即在铁架台上用细线和滑轮组成一个动滑轮；
②保持弹簧测力计在竖直方向静止；
③读出弹簧测力计的示数为F；
④计算木块重力为G_木=2F-1N；
（3）弹簧测力计的示数F
（4）G_木=2F-1N．
分析：由题知，木块的重超出了弹簧测力计的测量范围，不能用弹簧测力计直接测量木块的重，必须借助省力机械（动滑轮）完成；因为使用动滑轮可省一半的力，再根据测力计的示数与木块重力以及动滑轮重力的关系，表达出木块的重力．
点评：本题考查了动滑轮、弹簧测力计的使用，审好题，看出“木块的重超出了弹簧测力计的测量范围”是本题的关键；当然还可以根据浮力的知识求木块的重力．