初三物理：巧解托盤天平測量題

1、初三物理：巧解托盤天平測量題使用托盤天平測量物體質(zhì)量的實驗操作過程相對于其他測量儀器要來得復(fù)雜 ,且對每一步操作的先后順序都有嚴(yán)格的要求 ,稍有差池就會對測量結(jié)果造成嚴(yán)重的影響 ,可能使測量結(jié)果偏大或偏小。而由此延伸出的“分析天平的測量結(jié)果偏差問題 ,由于題目把戲較多 ,沒有統(tǒng)一的做法 ,給同學(xué)們制造了不少麻煩。將介紹一種此類問題的巧解方法 ,希望能給同學(xué)們的解題帶來便利。首先回憶一下使用托盤天平測量物體質(zhì)量的步驟0.估測被測物體質(zhì)量 ,選擇適宜量程(稱量)和分度值(感量)的天平 ,觀察銘牌。將托盤天平放在水平桌面(或?qū)嶒炁_)上。水平放置2.將游碼撥至標(biāo)尺左端的零刻線處。游碼歸零3.調(diào)節(jié)平衡螺

2、母 ,使橫梁平衡。平衡螺母4.把被測物體放在左盤內(nèi) ,按“先大后小順序選擇適當(dāng)砝碼 ,用鑷子向右盤里增減砝碼并調(diào)節(jié)游碼在標(biāo)尺上的位置 ,直到橫梁平衡。左物右碼5.盤里砝碼的總質(zhì)量加上游碼所對的刻度值 ,就等于被測物體的質(zhì)量。被測物體質(zhì)量=砝碼值+游碼值6.取下物體 ,用鑷子將砝碼放回盒中 ,游碼歸零 ,實驗完畢。注：判斷橫梁平衡方法：a.指針指在分度盤的中線處；b.指針左右擺動幅度相同。(黑體字為口訣)例1、測量前 ,天平未調(diào)平衡 ,橫梁左傾 ,其他操作正確 ,便開始測量 ,測量結(jié)果_。(選填“偏大、“偏小、“正常)巧解方法：無論是測量前調(diào)節(jié)平衡螺母 ,還是測量開始后放置砝碼、調(diào)節(jié)游碼位置 ,

3、目的都是為了使橫梁平衡。如果測量前橫梁未平衡 ,可采用這樣的方法分析橫梁左傾 ,那么相當(dāng)于左盤沉 ,應(yīng)在右盤放一個適宜的小砝碼使橫梁恰好平衡 ,甚至我們可以假設(shè)這個小砝碼的質(zhì)量就是1g。接下來假設(shè)左盤放一個100g的物體 ,右盤放一個100g的砝碼 ,這樣橫梁會依然平衡。那么左盤物體質(zhì)量的測量值=砝碼值總和=100+1=101g ,而其實際質(zhì)量是100g ,所以測量值偏大。本方法實際上就是取特殊值 ,一般情況成立 ,取特殊值也一定成立。特殊值也不一定非取100g、1g ,只是為了分析方便而已。解題方法總體原那么無論是測量前或測量后 ,只要是橫梁未平衡時 ,就在右盤加一個1g的砝碼(或左盤加一個

4、1g的物體)使橫梁平衡。2.左盤放一個100g物體 ,右盤放一個100g的砝碼 ,使橫梁再次平衡。3.右盤砝碼值總和即為左盤物體總質(zhì)量的測量值 ,再與左盤物體實際質(zhì)量比擬判斷測量值偏大還是偏小。例2、測量前 ,天平未調(diào)平衡 ,橫梁右傾 ,其他操作正確 ,便開始測量 ,測量結(jié)果_。分析：橫梁右傾 ,那么右盤沉 ,應(yīng)在左盤放一小物體(左盤不能放砝碼！)使橫梁平衡 ,設(shè)這個小物體質(zhì)量就是1g。接下來 ,左盤放一100g物體 ,右盤放一100g砝碼 ,橫梁依然平衡。左盤物體實際總質(zhì)量101g ,右盤砝碼總值100g ,就是測量值 ,相比101g的物體質(zhì)量測量值偏小。例3、測量前 ,未將游碼歸零便調(diào)節(jié)平

5、衡螺母使橫梁平衡 ,其他操作正確 ,測量物體質(zhì)量的結(jié)果_。分析：假設(shè)游碼所在標(biāo)尺刻度是1g。因為橫梁測量前已經(jīng)平衡 ,那么直接在左盤放一個100g物體 ,右盤放一個100g砝碼 ,橫梁依然平衡。但測量值=砝碼值+游碼值=100+1=101g ,大于物體質(zhì)量100g ,所以測量值偏大。引申題：測量前 ,游碼所對刻度為1g ,未歸零便調(diào)節(jié)平衡螺母使橫梁平衡 ,其他操作正確 ,待測量完成后發(fā)現(xiàn) ,右盤上有100g、20g砝碼各一個 ,而游碼所對刻度為0.4g ,那么被測物體實際質(zhì)量為_。分析：撥動游碼實際上就相當(dāng)于在右盤上加小砝碼 ,這是由托盤天平的設(shè)計原理決定的 ,任何情況下都是如此。此題可看為

6、,未測量時 ,右盤已經(jīng)有一個1g砝碼 ,橫梁平衡 ,左盤放上被測物體 ,右盤放上一個100+20+0.4=120.4(g)的砝碼后 ,又將原有的1g砝碼拿下。那么物體實際質(zhì)量為120.4-1=119.4g。例4、小飛同學(xué)使用托盤天平測量一鐵塊質(zhì)量 ,測量完成后發(fā)現(xiàn)右盤上的砝碼有一個缺了一個小角 ,那么之前測量值應(yīng)_(選填“偏大、“偏小、“正確)分析：設(shè)左盤放一個100g鐵塊 ,右盤放一個100g磨損砝碼 ,由于磨損后砝碼質(zhì)量變小 ,所以左盤沉 ,應(yīng)在右盤再放砝碼或調(diào)節(jié)游碼使橫梁平衡 ,設(shè)在右盤加一個1g砝碼橫梁便平衡了 ,那么此時測量值應(yīng)為砝碼標(biāo)稱示數(shù)總和100+1=101g比物體實際質(zhì)量10

7、0g偏大 ,答案為偏大。例5、小玉同學(xué)稱木塊質(zhì)量時 ,錯把木塊放在天平右盤 ,她在左盤加80g砝碼 ,再將游碼移到0.5g處天平正好平衡。那么該木塊質(zhì)量為_A、80.5g B、80gC、81g D、79.5g分析：此題為典型的“左碼右物問題。上文提到過 ,撥動游碼實際上就相當(dāng)于在右盤上加小砝碼 ,換句話說游碼值總是加在右盤上的。所以“被測物體質(zhì)量=砝碼值+游碼值的計算式可推演為“左盤值=右盤值+游碼值 ,這樣即使是錯誤的“左碼右物也可以得到正確的測量值。由題意80g=木塊質(zhì)量+0.5g。所以 ,木塊質(zhì)量=79.5g ,正確答案為D。其實 ,這種方法可以再進化 ,將總體原那么的第二條去掉 ,也可輕易得到答案 ,比方例2：橫梁右傾 ,那么右盤沉 ,應(yīng)在左盤放一小物體使橫梁平衡 ,設(shè)這個小物體質(zhì)量就是1g ,此時天平橫梁已然平衡 ,物體質(zhì)量為1g ,而橫