杆秤上的杠杆原理
学了杠杆原理,大家都知道杠杆在动力和阻力的共同作用下,当动力×动力臂=阻力×阻力臂时杠杆处于平衡状态。在我们的实际生活中,有很多地方都是运用了杠杆平衡的原理,比如生活中的垃圾桶、指甲剪等等,从古至今,人们运用杠杆原理的实例比比皆是。
在我们的日常生活中,我们的称量工具中有一种是杆秤,虽然现在生活中好多地方都是用到了电子称,但是在农村一些地方还是用到杆秤,而且许多小商贩在杆秤上做文章来愚弄人们,到底杆秤上有什么文章呢,今天我们这里就详细的分析一下杆秤上的知识
首先我们来认识一下杆秤(如图所示)杆秤是由秤钩(秤盘),秤杆,秤砣,
提绳(A、B),还有定盘星、秤杆上有刻度
回想我们在做杠杆平衡的实验时,为了便于在杠杆上读出
力臂,为了避免杠杆自身的重量对实验的影响,我们要将
杠杆调节在水平位置平衡,这里秤杆,秤钩有没有重量
呢,
是有的。那如果不排除这些因素的话,不是就不符合平衡条件了吗,我们怎么样测量物体的质量呢,
就在这种情况下,“定盘星”出现了,人们选择了杠杆上的某一个点作为零点,在这个位置上,如果将秤砣挂上去,不在秤钩上挂重物杆秤正好平衡(如图)
,FFF表示秤钩(秤盘)的重力,表示秤砣的重力,表图中312
FF32LLL示秤杆的自身重力,对应的力臂分别为,,,根据312F1
FL,FL,FL杠杆平衡条件 112233
当挂上一个重力为G的重物后,调整秤砣在秤杆上的位置,秤杆再次平衡(如图所示)
L(F,G)L,FL,FL根据平衡条件 11332L1
,
LFL,FL,FL其中,如果用表示秤砣拉线位置到定0112233FF32F1L,L,L盘星的距离,可以得到 02G
GLL11FL,F(L,L),GL,L,,G 202210FF22
GF,GL在更换重物G的时候,拉绳到挂钩拉线处的距离不变,秤砣的重力不变(表0201
LL示秤砣的重力),因此与G成正比,是一个线性关系,随着G的增大,也变大,且是00均匀变化,这就是为什么杆秤上的距离是均匀的。
既然是距离,那为什么我们平时直接就是读出某个物体的质量是多少斤呢,我们仔细研LL究和G的关系,两个量是一一对应的,我们可以定义定盘星处的重力是0,处对应的00
就是G,比如lcm处物体的重力是10N,质量为1kg那么2cm处就对应20N,质量为2kg这样我们就可以直接在杆秤上读出物体的质量
杆秤上的A、B绳又有什么不同呢,我们观察会发现A、B绳的位置其实就是杠杆的支
GLL11,根据,A靠前,则小,点,A绳位置靠前,B靠后,改变的是LLFL,,G1012FF22
L不变,相同时,G变大,因此我们可以的到靠前的的是大量程的,靠后的是小量程的,0
而且为了不至于混淆,两个拉绳在杆秤的上下两侧,这样就相当于两个杆秤了。
在实际生活中,那些小商贩又是怎么样弄虚作假呢,在杆秤上做了什么文章呢,我们想一想,在杆秤上改变什么就能让奸商得逞呢,
一般情况下,人们不会去检查定盘星是否准确,奸商就在这里作怪:有的小商贩自己换
L0L了重量较小的秤砣,即F变小,在处,实际挂钩上重物的重力就变小;有的G,F022L1
小商贩在挂钩掉线处做文章,在前面套一个小铁圈,前面如果套一个小圈,根据平衡条件
L0G,其中为小铁圈的重量,这样致使测出的G变小,小商贩从中获利。 G,G,F002L1
这就告诉我们在使用杆秤时,一定要先检查定盘星是否准确,确保杆秤上的秤砣没有问题后,在进行称量。
我们再想一想,如果秤砣磨损了,称量出的东西是多了还是少了呢,答案大家应该很清
F楚了,杆秤是一个杠杆,杠杆右端的力变小,对应的G也要变小,因此称量出的东西重2
量比秤杆上的读数小。