Question

现有一个弹簧测力计（量程足够），一把匀质的、长为L有刻度的、零点位于端点的直尺，一个木块及质量不计的细线．试用这些器材设计一个实验装置，通过一次测量（弹簧测力计只准读一次数），求出木块的质量和尺的质量．
要求：（1）画出实验示意图；
（2）简要写出实验步骤；
（3）写出测量的物理量，并用相应的字母表示；
（4）用所测量的物理量表示木块的质量和尺的质量．

Answer 1

（1）实验示意图如下：



（2）实验步骤：①将弹簧测力计从直尺中心偏左的任一位置用细线悬挂起来；
②将木块悬挂在弹簧测力计的左端；
③移动木块悬挂的位置，直至直尺在水平位置平衡．
（3）测量的物理量是：两力臂分别为L₁、L₂，弹簧测力计的示数为F．
（4）推导木块和直尺质量的表达式：
①以B点为支点，向上提拉木块时，根据杠杆的平衡条件得m_木g×（L₁+L₂）=F×L₂，
∴木块质量的表达式为：m_木=

FL2

(L1+L2)g

②以A点为支点，向上提拉直尺时，根据杠杆的平衡条件得m_尺g×（L₁+L₂）=F×L₁，
∴直尺质量的表达式为m_尺=

FL1

(L1+L2)g

．