【目的和要求】
了解杆秤的构造和刻度原理,并能动手制作杆秤。
【仪器和器材】
塑料小圆盘,细绳,细直木杆(直径在 10毫米左右,表面光滑), 0.1千克左右的螺帽。
【实验方法】
1.在塑料小圆盘边缘上穿三个等距离的小孔,在小孔上系三条等长的细绳即成秤盘。
2.将螺帽系上细绳做为秤锤使用。
3.将秤盘系在秤杆的一端,在离秤盘孔约 1厘米处用细绳作一个提纽。
4.定刻度:先找定星点(俗称“定盘星”),盘内不放重物,提起秤的提纽,将秤锤移到适当位置使杆秤平衡,此时秤锤所在位置为定星点,即刻度起点。再在盘内放上标准的 1千克重物,移动秤锤使秤杆平衡。在秤杆上记下秤锤位置,标上刻度。将定星点与该刻度之间分成 10等分。
5.用你制作的杆秤,称量几个标准物的质量,看实际误差多大,并分析产生误差的原因。
【注意事项】
1.秤杆应比较光滑,若不光滑可涂擦少许滑石粉。
2.如找不到合适的直木杆,可用一根筷子代替,将四个棱角削圆滑即可。
【参考资料】
杆秤的刻度为什么是均匀的说明。
图为一杆秤的示意图, O点为提钮(即支点), C为定星点, G0为秤杆、秤钩的总重,重心在 B,锤重为 G 1。
杆秤是根据有固定转轴物体的平衡条件制成的。
不挂重物时,锤在定星点,
当挂一重物 G x时,设锤移到距定星点为 x处,杆秤刚好平衡,由力矩平衡
可得
从( 3)式知道,当锤重 G 1和提纽位置确定后, k就是一个常量,所以称量物体时,锤距定星点的距离 x与被称的物体重 G x成正比关系,故杆秤的刻度是均匀的。