Question

小陈从废品回收站中拣回一根质量大约500克，没有秤砣的旧杆秤，杆秤上的刻度模糊不清，如图，小陈用下列器材进行了下列测量．

器材：钩码2只，大约100克，量程为300克的托盘天平（含砝码），毫米刻度尺一把，轻质细绳两根
要求：1．测杆秤的质量m
（1）请你写出小陈测量杆秤的质量的主要实验步骤（表述中用到的字母可以任意选取）．
（2）要直接测量的物理量有________．
2．测定星的位置
小陈找到了杆秤的秤砣，并测出了砣的质量为m₁，请你帮他找出定星的位置，方法是：________

Answer 1

解：1．测杆秤的质量m
（1）①用细绳拴住两个钩玛（作为秤砣用）并用天平测出它的质量m_o；
②用细绳拴住杆秤，竖直悬挂，并调整拴杆秤的结点位置，直到杆秤水平平衡，记下结点位置A（此点为秤的重心位置）；
③提起提扭，移动秤砣的位置，使杆秤水平平衡，记下秤砣悬挂杆秤的位置B；
④用刻度尺量出OA、OB的长度，（如图）；
⑤据m_og×OB=mg×OA可得杆秤的质量是：m=；
（2）故据上分析的可知，我们需要测量的物理量有：用细绳拴住杆秤，竖直悬挂，并调整拴杆秤的结点位置，直到杆秤水平平衡，记下结点位置A，即提扭到A点的距离OA；提起提扭，移动秤砣的位置，使杆秤水平平衡，记下秤砣悬挂杆秤的位置B，即提扭到B点的距离OB；还有两个钩码的质量m_o；
2．测定星的位置的方法是：
把秤砣悬挂于杆秤上，提起提扭，调整砣的位置，直到杆秤水平平衡，记下砣悬挂秤的位置C，C即为定星的位置．
故答案为：1．（1）测量步骤见上面的分析；（2）用刻度尺测出在杆秤平衡时结点A到提扭间的距离；用刻度尺测出杆秤平衡时秤砣B到提扭的距离； 用天平测出两个钩码的质量m_o；
2．测定星的位置的方法是：把秤砣悬挂于杆秤上，提起提扭，调整砣的位置，直到杆秤水平平衡，记下砣悬挂秤的位置C，C即为定星的位置．
分析：（1）用天平称出两只钩码的质量，而后计算出其重力，故利用这两只钩码作为其中的一个已知力，而后在利用悬线法找出杆秤的重心，而后调节杠杆平衡，据杠杆的平衡条件即可计算出杆秤自身的质量；
（2）所谓定星的位置，即放上秤砣后，杠杆恰好平衡的位置，故据此分析即可．
点评：此题以生活中常见的杆秤为背景考查了杠杆平衡条件的应用，是一道难度较大的题目，同学们应谨慎处理．