物理來(lái)源于生活也應(yīng)用于生活，我們生活中應(yīng)用的桿秤，主要應(yīng)用了物理學(xué)中的杠桿原理，它的主要部件“秤桿”是由木桿或金屬桿構(gòu)成。

1桿秤的工作原理

桿秤是根據(jù)有固定轉(zhuǎn)軸物體的平衡條件——“外力對(duì)固定軸的力與力臂乘積的代數(shù)和為零”而工作的。桿上的提紐就是固定的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。

2 桿秤的制作

2.1 桿秤的部件與組裝：

取一個(gè)桿狀物體，在粗端的端點(diǎn)A處鉆一個(gè)園孔，裝上秤鉤并掛上秤盤(pán)(也可以不用秤盤(pán))，再在A點(diǎn)的右側(cè)一定距離的O點(diǎn)處鉆個(gè)園孔，裝上提紐。這時(shí)秤桿、秤鉤、秤盤(pán)、提紐便組成了一個(gè)整體，具有重力G0，可用懸掛法找出重心C點(diǎn)，再找一個(gè)具有確定重力G的重物穿上細(xì)線，作為秤砣。桿秤便組裝完畢。

2.2 定盤(pán)星的確定：

手提提紐，在秤桿上左右移動(dòng)秤砣，到秤桿呈水平狀態(tài)，這時(shí)，秤砣所在的位置B點(diǎn)，就是零刻度線(也叫定盤(pán)星)如圖一所示，根據(jù)平衡條件有： OB×G=OC×G0(1)

2.3 桿秤上刻度的劃分：

在秤鉤上掛一重力為G′的重物，在秤桿懸空時(shí)向右移動(dòng)秤砣，當(dāng)桿秤再次達(dá)到水平平衡時(shí)，秤砣在位置B′點(diǎn)，如圖二所示，此時(shí)根據(jù)平衡條件有：

OA×G′+ OC×G0=G×OB′(2)

其中：OB′=OB+BB′(3)

聯(lián)立(1)、(2)、(3)有：

BB′=[OA/G]×G′(4)

由于G=mg，同一地方g相同，所以(4)變?yōu)椋築B′=[OA/m]×m′(5)

因?yàn)槌禹鹊馁|(zhì)量和長(zhǎng)度是值，若令OA/m=k， 則(5)可寫(xiě)成：

BB′=km′(6)。

(6)式說(shuō)明：A、桿秤測(cè)量的是物體的質(zhì)量，B、桿秤是通過(guò)測(cè)量秤砣所在位置B′點(diǎn)到零點(diǎn)B的距離，來(lái)達(dá)到測(cè)量物體質(zhì)量的目的，C、長(zhǎng)度BB′與質(zhì)量 m′成正比，這說(shuō)明桿秤的刻度是均勻的，D、只有在桿重G0和秤砣重G一定時(shí)，BB′才成立。桿秤制作成功后不能隨意改變，否則測(cè)量不準(zhǔn)確。

在商品交易過(guò)程中如果商販正確利用這一原理實(shí)現(xiàn)公平交換，便可維護(hù)消費(fèi)者的權(quán)益，這就是正效應(yīng)。但是在市場(chǎng)上也經(jīng)常出現(xiàn)“缺斤少兩”的現(xiàn)象，這是桿秤的負(fù)效應(yīng)。

3 缺斤少兩的原理

聯(lián)立(2)、(3)兩式有：

BB′=OA×G′- OC×G0G + OB(7)

(1)在秤砣與秤桿不配套時(shí)，(7)中的OA、OB、OC、G0、G′保持不變，而將秤砣的重力G減小，必將引起B(yǎng)B′的增大。這時(shí)，被測(cè)物體的質(zhì)量的測(cè)量值大于真實(shí)值，商販就是以少充多，消費(fèi)者受害。

(2)在(7)式中的OA、OB、G0、G、G′保持不變，使桿秤的重心向秤鉤一方移動(dòng)，使OC減小，也會(huì)引起B(yǎng)B′增大，被測(cè)物體的質(zhì)量的測(cè)量值大于真實(shí)值，使消費(fèi)者受害。

(3)在(7)中的OA、OB、G、G′保持不變，使G0減小(如斷秤尾)，使秤的重心前移(OC減小)，引起OC×G0的結(jié)果減小，必將引起B(yǎng)B′的增大，被測(cè)物體的質(zhì)量的測(cè)量值大于真實(shí)值，消費(fèi)者受害。

4 桿秤的的稱(chēng)量與提紐位置的關(guān)系

當(dāng)秤砣放在秤桿的尾端D點(diǎn)時(shí)，被稱(chēng)物體的重力Gm稱(chēng)桿秤的稱(chēng)量，(即最大量程)如圖三所示。

(11)式表明：桿秤的稱(chēng)量越大，提紐與秤鉤的間距越小，提紐越靠近秤鉤，要增大同一桿秤的稱(chēng)量，提紐必向秤鉤移動(dòng)。在生活中使用的桿秤，基本上都有幾個(gè)提紐，分別對(duì)應(yīng)著不同的稱(chēng)量，離秤鉤最近的提紐，對(duì)應(yīng)的稱(chēng)量最大。

通過(guò)本事例的分析進(jìn)上步的說(shuō)明了生活與物理學(xué)知識(shí)的聯(lián)系，應(yīng)證了從生活走向物理，從物理走向生活的道理。同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)物理的過(guò)程中要重視觀察和實(shí)踐，用所學(xué)的物理知識(shí)分析解決我們周邊的物理問(wèn)題，這樣不但豐富了物理知識(shí)，提高應(yīng)用物理知識(shí)的能力。使我們的學(xué)習(xí)生活變得有滋有味、豐富多彩。

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