Question

现有一个质量为m₁的硬币和一只圆柱形铅笔，试用这些器材测量一把质地均匀的刻度尺的质量．
（1）简要写出实验原理、步骤和需要测量的物理量；
（2）写出计算刻度尺质量m₂的表达式．

Answer 1

答：实验原理：杠杆平衡条件．
（1）实验步骤：
①将刻度尺放在圆柱形铅笔的上面，将硬币放在刻度尺的一端，注意是将硬币的圆心放在端线上，滚动铅笔，找到一个支点使刻度尺平衡；
②测出刻度尺的总长度L₀，支点到处的距离d．
（2）刻度尺质量的表达式：由杠杆平衡得m₁g（-d）=m₂gd，
所以m₂=．
分析：（1）掌握杠杆平衡条件，F₁L₁=F₂L₂；
（2）将刻度尺放在铅笔的上面，以铅笔为支点，硬币为其中对刻度尺的一个力，刻度尺本身的重力则为作用在刻度尺上的另一个力，而重心在刻度尺的正中间，通过挪动铅笔使刻度尺平衡，测出两个力的力臂，便可根据杠杆平衡条件求出刻度尺的表达式．
点评：此题通过设计实验测量刻度尺的质量，考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和应用，题目新颖，利于考查学生的应变能力．