例8一根长1m左右、粗细均匀的细木棒,一个已知质量为m的钩码,一把刻度尺,还有一些细绳和一只铅笔.只用这些器材如何测出这根细棒的质量?写出实验步骤及导出计算木棒质量的公式.
点拨:细木棒可看作杠杆,利用杠杆平衡条件来求解,关键是找到一个合适的支点,使挂有钩码的细木棒在水平位置平衡.用刻度尺测出力臂,即可求出木棒的质量.
实验步骤:
(1)用刻度尺找出木棒重心,用铅笔在重心处做出标记C;
(2)用细线系住木棒上的某一点作为杠杆上的支点;
(3)把质量为m的钩码用细线系好后套在木棒上;
(4)左、右调节钩码或支点的位置使木棒在水平位置平衡;
(5)用刻度尺分别量出支点到木棒重心及支点到系钩码细线的距离L1和L2.
计算:设木棒质量为M,根据杠杆的平衡条件可得出MgL1=mgL2即ML1=mL2所以木棒的质量为M=L2/L1*m