Question

我们知道，使用弹簧测力计时不得超过其量程．但小明和小英想利用一个粗细均匀的直棒作为杠杆（直棒总长1m，均匀分成10份），并利用直棒和量程为10N的弹簧测力计，测量超过它量程的物重．小明和小英设计的方案均是将直棒在O点悬吊起来（O点固定不变），用一绳套吊着重物（重物位置可移），并从B端挂弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡．如图所示．

（1）请你分析说明，上述设计方案中谁的更科学？
（2）若采用小英的方案，可以精确地测量出的最大物重是多少？具体操作方法是怎样的？

Answer

（1）在进行杠杆平衡的实验时，杠杆本身的重力不能忽略，所以应从能否去掉杠杆自身重对实验的影响的角度分析即可．
（2）若想使得测量的物重最大，即需要让悬挂的物体的力臂最小即可，故找出悬挂物体时的最小力臂，在利用杠杆的平衡条件计算即可．
【解析】
（1）小明的方案中杠杆的支点不是杠杆的中间，故此方案会使得杠杆自身重对实验结论造成影响，而相对来说小英设计的方案更科学．因为此方案支点在杠杆的中点，杠杆的自重不影响杠杆的平衡．
（2）由于杠杆的总长度是1m，故一个小格的长度是10cm，故根据杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，当物体挂在O点左侧第一格处时，阻力臂最小，弹簧测力计在B处竖直往向下拉至最大10N，此时所测能测出最大物重，根据杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，可求出物体的重G==50N．
答：（1）小英设计的方案更科学．因为此方案支点在杠杆的中点，杠杆的自重不影响杠杆的平衡．（2）采用小英的方案，可以精确地测量出的最大物重是50N．其操作是：物体挂在O点左侧第一格处，弹簧测力计在B处竖直向下拉．