Question

10．现有细绳、质量可忽略的长硬棒、刻度尺、一瓶600mL的水，空瓶的质量忽略不计．如图所示，小宇用上述器材自制一把无刻度值的杆秤，用来估测书包重力．
（1）这瓶水的重力G₁=6 N．（水的密度是1g/cm³，g=10N/kg）
（2）手提细绳，若硬棒水平静止．在图中标示需要测量的长度（用物理量符号注明）．
（3）书包的重力G₂=$\frac{{G}_{1}{L}_{2}}{{L}_{1}}$（用上述已给及所测量的物理量符号表示）．
（4）若测量过程中硬棒挂书包一端下沉，让硬棒水平平衡的办法是把水瓶向右移动一点或把书包向右移动一点．

Answer 1

分析 （1）根据m=ρV计算出水的质量，根据G=mg计算出其重力；
（2）细绳处为支点，根据力臂定义（从支点到力的作用线的距离）标出两边力臂的大小，；
（3）根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂写出书包的重力表达式；
（4）当书包一端下沉，说明书包重力与其力臂的乘积过大，据此进行解答．

解答 解：
（1）水的体积V=600ml=600cm³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的质量：
m₁=ρ_水V=1g/cm³×600cm³=600g=0.6kg，
水的重力：
G₁=m₁g=0.6kg×10N/kg=6N；
（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：
G₁L₂=G₂L₁
则G₂=$\frac{{G}_{1}{L}_{2}}{{L}_{1}}$；
（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或增大L₂，把水瓶向右移动一点或把书包向右移动一点．
故答案为：（1）0.6；6；（2）如图所示；（3）$\frac{{G}_{1}{L}_{2}}{{L}_{1}}$；（4）把水瓶向右移动一点或把书包向右移动一点．

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．有一定的难度．