解题思路:(1)木棒的质量会超出现有天平的量程,不能量程直接测量,可以把木棒当做杠杆,利用杠杆平衡条件求解:
如图,将金属块挂在木棒的一端,用细绳拴在木棒中间某一位置(支点),移动绳的位置,使木棒保持水平平衡,木棒的重力作用在中心上,用刻度尺测量两边力臂,用天平测量铁块的质量(求出重力),利用杠杆平衡条件求木棒重力;
(2)由于木棒保持水平平衡,求出两边力臂,利用杠杆平衡条件求木棒的重力,再用重力公式求木棒的质量.
(1)主要实验步骤:
①用天平称出金属块的质量m;
②将用细绳系好的金属块系在木棒的一端,然后再将另一细绳一端做成绳环套在木棒上,用手提起该绳的另一端,并移动绳环的位置,使木棒保持水平平衡;
③用细绳和刻度尺测量出绳环到系金属块那端的木棒长度L.
(2)如图,以O为支点,
∵杠杆平衡,
∴G铁×L=G×([1/2]×1m-L)
即:mg×L=Mg×([1/2]×1m-L)
解得:木棒的质量:
M=[2L/1m−2L]m.
答:(1)主要实验步骤和需测量的物理量同上;
(2)木棒质量的数学表达式为M=[2L/1m−2L]m.
点评:
本题考点: 杠杆的平衡条件.
考点点评: 本题巧用杠杆平衡条件测量木棒的质量,难点在实验步骤的设计,想到把木棒当做杠杆去用是本题的突破口.