Question

11．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）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）将石块放在置物盘上移动悬挂钩码的细线使横梁平衡，如丙所示，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．