Question

如图甲，托盘天平是实验室里常用来测量的工具．托盘天平上的横梁可以看成一个等臂杠杆，刀口处实际上就是支点，图乙是简化后的示意图．

（1）请在图乙上画出动力、动力臂、阻力、阻力臂
（2）试证明：当天平水平平衡时，左盘中物体的质量等于右盘中砝码的质量，即：m_物=m_码．

Answer 1

解：（1）物体放在天平的左盘，砝码放在天平的右盘，杠杆在水平位置平衡，动力臂和阻力臂都在杠杆上，如图．

（2）证明：杠杆在水平位置平衡，所以F₁l₁=F₂l₂，
m_物gl₁=m_码gl₂，
因为l₁=l₂，
所以，m_物=m_码．
分析：设天平左盘物体作用在天平上的力是动力，右盘砝码作用在天平上的力是阻力．
天平在水平位置平衡，动力臂和阻力臂都在杠杠上，并且动力臂等于阻力臂，根据杠杠平衡条件，左盘物体重力等于右盘砝码的重力，所以m_物=m_码．
点评：天平实质是等臂杠杆，杠杆在水平位置平衡，因为等臂，所以动力等于阻力，所以左盘物体质量等于右盘砝码质量．