巧解学生天平测量疑惑.doc

教学论文

巧解学生天平测量疑惑

作 者： 张赞湘
联系电话： [phone]
任教学校： 湘潭江声实验学校
巧解学生天平测量疑惑

用天平测量物体质量是中学物理中重要的测量实验之一，学生必须掌握。在实际称量运用时，学生会产生许多问题，例如：如果物体和砝码位置颠倒还能测量吗？如果游码未归零还能测量吗？-----我们应根据天平的工作原理，巧妙应对，解决学生疑惑。

一、如果物体和砝码位置颠倒还能测量吗？
由于游码的“0”刻度线在标尺左端，向右移动游码，相当于在右盘中加了小砝码，通常把砝码与游码的示数值之和作为物体的质量，故必须“左物右码”，即有m左＝m右+m游（m左 为左盘中物体的质量，m右为右盘中砝码的质量，m游为游码所指示的质量）。当物码错位时，上式就变成了m码＝m物+m游，即m物＝m码-m游
例题 已知某天平配置的最小砝码质量为1g，某同学用这架调好的天平称量物体质量时，误将被测物体放在了右盘，读出的物体的质量为32.4g,则物体的实际质量为多少？
【解析】 因最小砝码是1g，1g以下必用游码，故示数32.4g中，砝码是32g，游码表示的质量是0.4g.由于物体与砝码放颠倒了，物体的实际质量应为m物＝m码-m游＝32g-0.4g＝31.6g

二、 如果游码未归零还能测量吗？
若调节天平平衡时，游码忘记归零了，右盘中就相当于多了一个游码所示质量的砝码m，不管后来称量时游码是左移还是右移，只要将m减去即得物体实际质量m物＝m码+m游- m 。
例题 小明用托盘天平称物体的质量，他把天平放在水平桌面上并调节平衡螺母使横梁平衡，可他忘记将游码移到标尺左端的“0”刻度线处，而是将游码停在标尺上0.2g的位置上。他称物体的质量时左盘中砝码的总质量为80g,游码的示数为0.6g,则该物体的实际质量为（ ）。
A. 80.2 g B. 80.4 g C. 80.6 g D. 80.8 g
【解析】 调节横梁平衡时，游码在0.2g处，因此可将此处作为标尺的“0”点，这样当游码移到另一刻度时，游码的实际示数应为该处刻度与0.2g的差值.小明在测量时，游码的实际示数应为0.6g-0.2g=0.4g，根据m物＝m码+m游- m=80g+0.6g-0.2g，即物体的质量为80.4g，本题正确答案为B.

三、 天平无法调平，怎么办？
天平由于生锈等原因已无法调节成水平平衡，而且指针总是偏向同一侧，这时要创造条件，使天平能够在水平位置平衡，可用细小物体放在托盘里，使其先平衡，在进行测量过程中，所放的细小物体对实验结果不会产生影响。
例题 学校实验室的一架托盘天平带有一盒砝码，横梁上的平衡螺母已无法旋动，其他部分均保持完好，天平的等臂性没有改变，交它放在水平台上观察横梁的平衡时，指针总偏向分度盘的左侧，调换左、右两盘的位置也无法改变这各情况，请用这架天平测出一小块金属的质量。
【解析】 测量时，先把游码放在标尺左端的“0”刻度线处，由于指针总偏向分度盘的左边，就在天平右盘中加一些小物体（如橡皮泥、小砝码、大头针等）使横梁平衡，然后，将待测金属放在天平的左盘，在右盘加砝码，并调节游码，直至天平恢复平衡。这时，右盘中的砝码的质量加游码所对应的刻度值就是待测金属块的质量。

四、 用天平能测量面积吗？
例题 如图所示，A、B是从同一厚薄均匀的铁皮上截下来的两块小铁片，其中A是正方形，B的形状不规则，用一把刻度尺和一架天平如何较准确地测出B的面积。
【解析】 用天平只能测量质量，要用它测量其他物理量，必须找出质量与这个物理量的关系，再利用比例等知识解决问题，测量面积就必须找出质量与面积的关系。由于铁片厚度相同，所以铁片质量与面积成正比。（1）用调好的天平分别测出铁片A和铁片B的质量mA、mB；（2）用刻度尺测出铁片A的边长为a，则A的面积SA＝a2；（3）计算铁片B的面积SB.因mA / mB=SA / SB , 所以
SB = mB / mA × a2