Question

小明用细绳、重量可忽略的长硬棒、刻度尺、一瓶600mL的水（空瓶的质量忽略不计）来估测书包质量．
（1）这瓶水的质量m=

 

kg．
（2）小明用如图所示的装置估测书包质量，他手提细绳，若硬棒水平静止．请在图中标出需要测量的物理量，并用符号表示．
（3）书包的质量为

 

kg（用上述求得及所测得的物理量符号表示）．
（4）若测量中硬棒挂书包一端下沉，你有什么办法让硬棒恢复水平平衡？

Answer 1

分析：（1）根据m=ρV计算出水的质量；
（2）标出两边力臂的大小，细绳处为支点；
（3）估计书包和水瓶的力臂之间的关系，根据公式F₁L₁=F₂L₂进行判断；
（4）当书包一端下沉，说明书包重力与其力臂的乘积过大，因此减小书包的重力或者减小其力臂．

解答：解：
（1）水的质量m=ρ_水V=1g/cm³×600cm³=600g=0.6kg；
（2）要得出书包的重力，还需测出书包及水瓶对杠杆力的力臂，如图所示：
（3）根据杠杆的平衡条件：
G_包L₁=G_瓶L₂
则G_包=

G瓶L2

L1

=

L2

L1

?6N，
所以质量为m_包=

L2

L1

?0.6kg；
（4）若包一端下沉，则说明包对杠杆的力与其力臂的乘积大于瓶对杠杆的力与其力臂的乘积，所以应该减小L₁，将细绳向左移动或把书包向右移动一点．
故答案为：（1）0.6；（2）如图所示
；
（3）

L2

L1

?0.6；（4）把水瓶向右移动一点（或把细绳向左移动一点）．

点评：这是一道杠杆与密度的综合题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解以及密度与质量关系的简单计算．在填写质量与重量时注意写上单位．