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初三物理:巧解托盘天平测量题

来源:网络资源    作者:匿名    2009-10-30 17:23:01

标签:初三 测量 物理说两句

 

  首先回顾一下使用托盘天平测量物体质量的步骤:

  0.估测被测物体质量,选择合适量程(称量)和分度值(感量)的天平,观察铭牌。

  1.将托盘天平放在水平桌面(或实验台)上。水平放置

  2.将游码拨至标尺左端的零刻线处。

  游码归零

  3.调节平衡螺母,使横梁平衡。平衡螺母

  4.把被测物体放在左盘内,按“先大后小”顺序选择适当砝码,用镊子向右盘里增减砝码并调节游码在标尺上的位置,直到横梁平衡。左物右码

  5.盘里砝码的总质量加上游码所对的刻度值,就等于被测物体的质量。

  被测物体质量=砝码值+游码值

  6.取下物体,用镊子将砝码放回盒中,游码归零,实验完毕。

  注:判断横梁平衡方法:a.指针指在分度盘的中线处;b.指针左右摆动幅度相同。(黑体字为口诀)

  例1、测量前,天平未调平衡,横梁左倾,其他操作正确,便开始测量,测量结果_________。(选填“偏大”、“偏小”、“正常”)

  巧解方法:无论是测量前调节平衡螺母,还是测量开始后放置砝码、调节游码位置,目的都是为了使横梁平衡。如果测量前横梁未平衡,可采用这样的方法分析——横梁左倾,则相当于左盘沉,应在右盘放一个合适的小砝码使横梁恰好平衡,甚至我们可以假设这个小砝码的质量就是1g。接下来假设左盘放一个100g的物体,右盘放一个100g的砝码,这样横梁会依然平衡。则左盘物体质量的测量值=砝码值总和=100+1=101g,而其实际质量是100g,所以测量值偏大。

  本方法实际上就是取特殊值,一般情况成立,取特殊值也一定成立。特殊值也不一定非取100g、1g,只是为了分析方便而已。

  解题方法总体原则:

  1.无论是测量前或测量后,只要是横梁未平衡时,就在右盘加一个1g的砝码(或左盘加一个1g的物体)使横梁平衡。

  2.左盘放一个100g物体,右盘放一个100g的砝码,使横梁再次平衡。

  3.右盘砝码值总和即为左盘物体总质量的测量值,再与左盘物体实际质量比较判断测量值偏大还是偏小。

  例2、测量前,天平未调平衡,横梁右倾,其他操作正确,便开始测量,测量结果_________。

  分析:横梁右倾,则右盘沉,应在左盘放一小物体(左盘不能放砝码!)使横梁平衡,设这个小物体质量就是1g。接下来,左盘放一100g物体,右盘放一100g砝码,横梁依然平衡。左盘物体实际总质量101g,右盘砝码总值100g,就是测量值,相比101g的物体质量测量值偏小。

  例3、测量前,未将游码归零便调节平衡螺母使横梁平衡,其他操作正确,测量物体质量的结果_____。

  分析:假设游码所在标尺刻度是1g。因为横梁测量前已经平衡,则直接在左盘放一个100g物体,右盘放一个100g砝码,横梁依然平衡。但测量值=砝码值+游码值=100+1=101g,大于物体质量100g,所以测量值偏大。

  引申题:测量前,游码所对刻度为1g,未归零便调节平衡螺母使横梁平衡,其他操作正确,待测量完成后发现,右盘上有100g、20g砝码各一个,而游码所对刻度为0.4g,则被测物体实际质量为_________。

  分析:拨动游码实际上就相当于在右盘上加小砝码,这是由托盘天平的设计原理决定的,任何情况下都是如此。

  本题可看为,未测量时,右盘已经有一个1g砝码,横梁平衡,左盘放上被测物体,右盘放上一个100+20+0.4=120.4(g)的砝码后,又将原有的1g砝码拿下。则物体实际质量为120.4-1=119.4g。

  例4、小飞同学使用托盘天平测量一铁块质量,测量完成后发现右盘上的砝码有一个缺了一个小角,则之前测量值应_____(选填“偏大”、“偏小”、“正确”)

  分析:设左盘放一个100g铁块,右盘放一个100g磨损砝码,由于磨损后砝码质量变小,所以左盘沉,应在右盘再放砝码或调节游码使横梁平衡,设在右盘加一个1g砝码横梁便平衡了,则此时测量值应为砝码标称示数总和100+1=101g比物体实际质量100g偏大,答案为偏大。

  例5、小玉同学称木块质量时,错把木块放在天平右盘,她在左盘加80g砝码,再将游码移到0.5g处天平正好平衡。则该木块质量为________

  A、80.5g     B、80g

  C、81g       D、79.5g

  分析:此题为典型的“左码右物”问题。上文提到过,拨动游码实际上就相当于在右盘上加小砝码,换句话说游码值总是加在右盘上的。所以“被测物体质量=砝码值+游码值”的计算式可推演为“左盘值=右盘值+游码值”,这样即使是错误的“左码右物”也可以得到正确的测量值。由题意80g=木块质量+0.5g。所以,木块质量=79.5g,正确答案为D。

  其实,这种方法可以再进化,将总体原则的第二条去掉,也可轻易得到答案,比如例2:横梁右倾,则右盘沉,应在左盘放一小物体使横梁平衡,设这个小物体质量就是1g,此时天平横梁已然平衡,物体质量为1g,而横梁平衡后右盘的砝码值为0,所以测量值偏小。其他例题,也可以同样求解,请同学们自行体会。

  新初三物理学习小贴士:

  数学中常用的特殊值法、极限分析法、放缩法、反证法等在物理解题中都有其实际应用,同学们在解题时应开拓思维。

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