Question

17．如图甲所示是一架应用杠杆平衡条件制作的天平，所用砝码是实验室里常见的质量为50g的一个钩码，用细线挂在右侧横梁上，调节天平至水平位置平衡．测量时，只需移动细线在横梁上的位置使横梁平衡，由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接表示物体的质量．

（1）下列是测量物体质量的实验步骤，正确的顺序是cbdae．（只填写序号）
a、将待测物体放在天平的置物盘上．   b、将悬挂钩码的细线移到0刻线．
c、将天平放在水平台上．   d、调节横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重锤线对准底座上的标记．
e、移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重锤线对准底座上的标记．
（2）步骤d的做法利用的知识是相当于移动平衡螺母使指针指到分度盘的中央位置．为了确定横梁的刻度，在置物盘中放一个50g的砝码，移动悬挂钩码的细线使横梁平衡，如图乙所示，请在图甲的横梁标尺上标出50g和150g二个刻度．
（3）将一石块放在置物盘上，移动悬挂钩码的细线使横梁平衡，如图丙所示，这个矿石的质量为100g．

Answer 1

分析 （1）简易的天平和托盘天平的调节、称量物体质量的步骤是相似的．托盘天平和简易天平不同之处：
托盘天平的指针指到分度盘的中央位置，天平的横梁平衡；而简易天平的重锤线对对准底座上的标记说明天平的横梁平衡．
（2）甲图，根据杠杠平衡条件列出等式．
乙图左盘放50g物体，根据杠杠平衡条件，列出等式．同理找出150g刻度．刻度是均匀的，标出100g、200g等刻度．
（3）根据刻度读出物体的质量．

解答 解：（1）简易天平的使用步骤：
c．将天平放在水平台面上．
b．将悬挂钩码的细线移到0刻线．（相当于游码回零）
d．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重锤线对准底座上的标记．（相当于移动平衡螺母使指针指到分度盘的中央位置）
a．将待测物体放在天平的置物盘上．（相当于左盘放物体）
e．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重锤线对准底座上的标记．（相当于增减砝码或移动游码使天平重新平衡）
（2）步骤d的做法相当于移动平衡螺母使指针指到分度盘的中央位置；
甲图，天平在水平位置平衡，所以，m_盘gl_左=m_码gl₀

乙图，当左盘中放50g物体时，天平在水平位置平衡，
（m_盘+50）gl_左=m_码g（l₀+l₅₀），
m_盘gl_左+50gl_左=m_码gl₀+m_码gl₅₀，
50gl_左=m_码gl₅₀，
在乙图的A处标50g的刻度．
当左盘中放150g物体时，天平在水平位置平衡，
（m_盘+150）gl_左=m_码g（l₀+l₁₅₀），
m_盘gl_左+150gl_左=m_码gl₀+m_码gl₁₅₀，
150gl_左=m_码gl₁₅₀，
150gl_左=3×50gl_左，
m_码gl₁₅₀=3×m_码gl₅₀，
l₁₅₀=3×l₅₀，
所以在乙图的B处标150g的刻度．
同理在甲图的E处标50g的刻度，F处标150g的刻度．如下图所示：
（3）天平的左盘放物体时，钩码挂在C处天平平衡，物体质量为100g．
故答案为：（1）cbdae；（2）相当于移动平衡螺母使指针指到分度盘的中央位置；如下图；

（3）100．

点评 本题简易天平和学生常用的天平使用方法大致相同，学会变通．对于简易天平的刻度方法，多次利用杠杠天平条件求出．杠杠平衡条件是本题的核心．