天平是初中物理實(shí)驗(yàn)中用來測(cè)量質(zhì)量的儀器,學(xué)生對(duì)于“游碼在標(biāo)尺上每移動(dòng)一格,就相當(dāng)于在天平右盤中增減一個(gè)質(zhì)量一定的砝碼”這一知識(shí)點(diǎn)感到難于理解。他們會(huì)提出這樣一個(gè)疑問:游碼在標(biāo)尺上移動(dòng)的過程中,由于游碼對(duì)于支點(diǎn)的距離不斷變化,所以使得游碼對(duì)于支點(diǎn)的力矩實(shí)際上是不斷變化的,既然是這樣,為什么當(dāng)游碼每移動(dòng)一格時(shí),相當(dāng)于在天平一端增減的力矩又是恒定的呢?現(xiàn)以學(xué)生用托盤天平為例對(duì)這一問題作一簡(jiǎn)要的討論。
1 游碼的質(zhì)量天平
天平空載時(shí),游碼位于標(biāo)尺左端的零刻度線上,調(diào)整天平使橫梁平衡,如圖1所示。當(dāng)游碼向右移動(dòng)到標(biāo)尺的最大刻度線上,橫梁失去平衡,左端將上蹺,如果要使天平再次平衡,就需要在天平的左盤中加入質(zhì)量和標(biāo)尺最大刻度數(shù)值相等的物體,如圖2 所示。設(shè)游碼的質(zhì)量