题目
小明利用硬棒(质量可忽略不计)、细线、若干物体、刻度尺等器材来测量物体的重力、某种油的密度ρ油.(1)如图甲所示,物体A重8N,保持O1点位置不变,在C处挂上物体B,要计算出物体B的重力值,需要测量的量是 ;再挂上不同重力的物体,移动物体A的位置,每次都使硬棒在水平位置平衡,计算出待测物的重力值,分别在O1E上物体A所挂处标出相应的重力值所对应的刻度,就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆,那么,该杠杆的刻度均匀吗? .(2)小明继续实验.首先,用细线系在硬棒的中点O2并把硬棒悬挂起来,硬棒在水平位置平衡;然后,将物体M挂在硬棒的右端点E、密度为ρ的金属块N挂在硬棒的左端点C,使硬棒在水平位置再次平衡;最后,当把金属块N浸没在待测密度的油中,把物体M从E点移动到D点时,硬棒第三次在水平位置平衡,如图乙所示.如果用L1表示O2、C两点间的距离,用L2表示O2、D两点间的距离,请证明ρ油= .
答案:分析: (1)保持O点位置不变,B受到重力的力臂OC不变,物体A的重力不变,在C处挂上不同重力的物体,移动物体A的位置,根据杠杆的平衡条件推导出A受到重力的力臂L与在C处所挂物重的大小关系,据此回答. 解答: 解:(1)由杠杆平衡条件可得:GA×O1C=GB×O1D, 已知A的重力,要求出B的重力,需要测量O1C、O1D; 设待测物体重为G,物A距离O点为L, ∵杠杆平衡, ∴G×O1C=GA×L, ∴L=×G,是定值, L与G成正比,因此刻度均匀的. (2)O2在棒的中点,则O2C=O2E=L1, 杠杠的左端挂物体N,物体M挂在E处, 杠杠在水平位置平衡,由杠杠平衡条件得: ρgVN×L1=GM×L1﹣﹣① 物体B浸没在油中,物体B受到浮力作用,物体A挂在D处, 杠杠在水平位置平衡,由杠杠平衡条件得: (ρgVN﹣ρ油gVN)×L1=GA×L2﹣﹣② 由解得,ρ油=ρ; 故答案为:(1)O1C、O1D;刻度是均匀的;(2)ρ.