杠杆平衡条件是初三物理的重要知识点,也是物理中考的常考题型,本文就例题详细解析不标准杆秤问题的解题思路,希望能给初三学生的物理学习带来帮助。
例题
在菜市场内个别商贩会违反公平交易的原则,使用杆秤时通过不正当方式侵犯了消费者的合法权益.例如某标准杆秤的秤砣质量为1千克,秤和秤盘的总质量为0.5千克,O点为提纽悬点,A点为零刻度点。OA=3厘米,OB=9厘米,如图所示.如换取了一个质量为0.7千克的秤砣,售出3.0千克的物品,求消费者得到的物品实际质量。
秤盘里面不放物品,用标准秤砣称重时
动力为标准秤砣的自重G秤砣,动力臂为OA,阻力为秤和秤盘的重力G秤,阻力臂为秤和秤盘的重心到O点的距离OC
根据重力的计算公式和题目中的条件:标准杆秤的秤砣质量m秤砣=1千克,秤和秤盘的总质量m秤=0.5千克,则标准秤砣的自重G秤砣=m秤砣g=10N,秤和秤盘的自重G秤=m秤g=5N;
根据杠杆平衡条件和题目中的条件:G秤砣×OA=G秤×OC,G秤砣=10N,G秤=5N,OA=3厘米,则秤和秤盘的重心到O点的距离OC=6厘米;
秤盘里面放3kg物品,用标准秤砣称重时
动力为标准秤砣的自重G秤砣,动力臂为秤砣到O点的距离OD,阻力1为秤和秤盘的重力G秤,阻力臂1为秤和秤盘的重心到O点的距离OC,阻力2为3kg物品的自重G物,阻力臂2为OB
根据重力的计算公式和题目中的条件:秤盘里放3kg物品,则物品的自重G物=30N;
根据杠杆平衡条件和题目中的条件、结论:G秤砣×OD=G秤×OC+G物×OB,G秤砣=10N,G秤=5N,G物=30N,OB=9厘米,OC=6厘米,则秤砣到O点的距离OD=30厘米;
非标准秤砣在秤杆上3kg刻度位置时
动力为非标准秤砣的自重G秤砣,动力臂为非标准秤砣到O点的距离OD,阻力1为秤和秤盘的重力G秤,阻力臂1为秤和秤盘的重心到O点的距离OC,阻力2为实际物品的自重G物',阻力臂2为OB
根据重力的计算公式和题目中的条件:非标准秤砣的质量m秤砣'=0.7kg,则非标准秤砣的自重G秤砣'=7N;
根据杠杆平衡条件和题目中的条件、结论:G秤砣'×OD=G秤×OC+G物'×OB,G秤砣'=7N,G秤=5N,OB=9厘米,OC=6厘米,OD=30厘米,则实际物品的自重G物'=20N;
根据重力的计算公式和结论:实际物品的自重G物'=20N,则实际物品的质量m'=2kg;
所以,消费者得到的物品实际质量为2kg。
结语
解决不标准杆秤问题的关键是利用杠杆平衡条件求出杆秤的重心位置,用不标准秤砣称物品重量时,依据的是标准刻度线,也就是力臂相同,再依据杠杆平衡条件求出实际物品的自重。
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