胡萝卜与天平_物理知识

来源：百科故事网时间：2020-11-10 属于：知识百科

7．胡萝卜与天平

天平是用于测量物体质量的精密仪器，胡萝卜与天平似乎没什么关系，但应用物理原理我们就可以利用胡萝卜制作一台天平。试试看吧！

Tools　材料和工具

●宽约3厘米，厚约1.5厘米，质地较软的木板条

●长约2.5厘米的钉子若干（固定）

●一根长约5厘米的大铁钉（转动轴）

●线绳

●废纸杯两个（天平盘）

●橡皮泥若干（砝码）

●重物（石块即可）

●手锯

●铁榔头

●学生直尺

●钢卷尺

●剪刀

●手钻（如果没有，找一根比大铁钉略细、长约50厘米的铁丝也可）

●锥子（或大号针）

Process　游戏步骤

（1）用手锯将木板条截出25厘米、35厘米和12厘米各一条，8厘米两条；将长25厘米和两根8厘米的木板条用小钉子钉成“工”字形。

（2）将大钉子钉在12厘米长木条一端，使钉子尖从板另一面穿出，然后在将12厘米长的木板钉在“工”字中央构成天平底座支架。

（3）若使用方木板做底座，则只需将12厘米长的木条钉在板中央。底座支架如图所示，完成后将它放到水平面上备用。

（4）在30厘米长的木条两端分别钉上一个小钉（用于挂天平盘），利用找杆重心的方法找到它的重心位置并用电钻在板上打一个孔。如果没有手钻，可以用长铁丝烧红后在板上烫孔。

（5）然后使底座支架上的大钉子穿过该孔，将它用剪刀将纸杯剪成高2.5厘米的纸筒，在距筒上边缘1厘米处沿筒直径方向扎两个对称的孔。

（6）用细绳将自制天平盘挂在天平横梁上。在横梁两端加减橡皮泥的办法使天平平衡，借用学校的天平分别称出1克、2克、5克、10克的橡皮泥并将其揉成砝码的样子作为砝码。

注意：操作时不宜用力过猛、动作太快，手要稳，逐渐加大用力。

玩法1：利用自制天平可以测量学习用品的质量。首先估计一下被测物体的质量，将其放入天平左盘，按估计值从大到小依次将橡皮泥砝码放入天平右盘至天平恢复平衡。砝码的质量等于被测物的质量。你可能会遇到这样的问题——无论怎样调换砝码，天平都不能平衡，你怎么办呢？

玩法2：找一根较长的胡萝卜，想办法确定其重心的位置并使天平的底座支架的钉子通过该位置，将它挂在支架上替代自制天平的横梁。改变胡萝卜与水平方向的角度放手，你发现了什么？

玩法3：你能将玩法2中的装置改装成一架“胡萝卜天平”么？

Physics　物理原理

玩法1：天平是利用杠杆平衡原理测量物体质量的仪器，它是一个等臂杠杆，根据杠杆平衡条件，当砝码盘中砝码受到的重力与被测物盘被测物受到的重力大小相等时，天平平衡。天平两边物体所受重力相等时，它们的质量一定相等。

问题解决办法：如果砝码数量不够用，可以将已有的橡皮泥砝码作为标准，用自制天平再制作几个砝码；测量物体质量时，如果将最小的放上去稍多，而取下来又偏少，则可以取一块比最小砝码更小的橡皮泥试试，经过调整这块橡皮泥的大小使天平平衡，最后将这块橡皮泥与最小橡皮泥砝码比较估计出它的质量，再计算被测物质量。

玩法2：如果你确定的重心位置准确且做法精准，你会发现无论胡萝卜与水平方向成多大角度，它都可以静止在那个角度上。这是由于此时钉子给它向上的支持力与其重力作用在同一条直线上达到了二力平衡状态。

玩法3：将两根大头钉分别插入胡萝卜两端并将自制天平盘分别挂在两端，调节胡萝卜（横梁）的平衡后改装完毕。