Question

1．小明在动物园内看到一头大象，他想向曹冲学习，就设计了一个方案，用弹簧测力计称出一头大象的重量，在方案中，他用到了吊车、弹簧测力计、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具，步骤如下：

A、如图甲所示装配好器材，将铁笼系于槽钢上的B点，吊车吊钩在槽钢上的悬吊点为O点．
B、将大象引入铁笼，调整吊钩悬吊点O点的位置．直到用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，能够在水平位置平衡，如图乙所示．测出OB、OA的长度和弹簧测力计的示数F，根据上述数据计算大象的质量．
（l） 若方法成立并且测得OB=6cm，OA=9m，F=200N，则大象的质量为3000千克．
（2）请你评估小明的方案，指出一处不足之处步骤B中没有保持悬吊点O的位置不变．

Answer 1

分析 （1）知道杠杆两边力臂个拉力F，利用杠杆平衡条件求出大象重力，再利用G=mg求大象的质量；
（2）设置步骤A的作用是消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响，而在步骤B中，又调整吊钩悬吊点O点的位置，这样槽钢和铁笼重力对杠杆平衡将产生影响，而没有考虑．

解答 解：
（1）如图甲，槽钢与铁笼组成的杠杆调节平衡，
大象引入铁笼后，杠杆水平位置平衡，
由杠杆的平衡条件有：F×AO=G_象×OB，
即200N×900cm=G_象×6cm，
解得大象重力：G_象=3×10⁴N；
大象的质量：
m_象=$\frac{{G}_{象}}{g}$=$\frac{3×1{0}^{4}N}{10N/kg}$=3000kg；
（2）小明的方案中不足之处是：在步骤B中，调整吊钩悬吊点O点的位置，这样槽钢和铁笼重力对杠杆平衡将产生影响．
故答案为：（1）3000；（2）步骤B中没有保持悬吊点O的位置不变．

点评 本题考查了杠杆平衡条件的应用，关键是能够正确分析杠杆所受的力及力臂，在代入数据时一定要细心，并注意单位，物理来源于生活，也服务于生活，有意义！