物理天平(一道初高中物理皆可用的有关托盘天平的选择题)

Posted 2023-06-02

篇首语：我贪钱，大概是因为卑微到泥土里，只有它能给我一丝安全感吧.本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了物理天平(一道初高中物理皆可用的有关托盘天平的选择题)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

物理天平(一道初高中物理皆可用的有关托盘天平的选择题)

最近休病假，没事刷头条。在一网友发的帖子中见到一道初高中皆可用的物理选择题：

看到跟帖很多，但跟帖观点错误很多，本人不免犯了职业病，也就凑了一下热闹，蹭了下热度，当然也引来不少跟帖。

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偶也来凑个热闹。

正确答案是C，错选答案的朋友是由于想当然，未用物理思维方式考虑问题。这也是很多学生物理成绩不理想的原因。不同学科解决问题的方法有所不同，物理问题就应该用物理方法解决。

此题得出正确答案的方法很多，但基本思路为：

①天平平衡说明什么？

②烧杯受哪些力作用？

③水对烧杯的压力在手指放入前后是否一致？如不一致，如何变化？

这是关键。选错的朋友，大多是想当然地认为水对烧杯底部的压力等于水的重力，故手指放入前后水对烧杯底部的压力不变，从而选A。实际情况是，手指放入后水对烧杯底部压力变大（除了从浮力角度分析得出外，还可由

F压＝ps

p＝ρgh

分析得出：手指放入h变大故F压变大。）

④有兴趣的朋友还可想一下下面问题：

在烧杯底部用细线拴一木球，水足够深，开始时天平平衡。现用持殊方法使细线断开，问球在上升过程中（到达水面前）天平是否还平衡？如不平衡，哪端下沉？

如果在烧杯中吊一铁球，天平平衡后剪断细线，小球在水中下降过程中答案又如何？

（对初中生有点难度，高中生应该没问题）

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阅读这些跟帖，逐渐产生这样的印象：不知道不可怕，可怕的是有许多跟帖者，自谀为“学霸”，满嘴跑火车，真可谓“无知者无畏”

【今日头条】https://m.toutiao.com/is/ejADQoq/

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拓展题的参考解答：

比较便捷的方法是综合运用整体法、等效法分析木球上升过程：

以烧杯、水、木球整体为研究对象，注意木球加速上升过程中，有一与木球等大小的“水球”在加速下降。木球处于超重状态、“水球”处于失重状态，考虑到“水球”质量大于木球质量，故等效为研究对象处于失重状态，即烧杯对天平盘的压力比细线断前小，因而天平烧杯端上翘。

到达水面及以后不用讨论（复杂一些），最终稳定时还是平衡的。

用类似方法分析，烧杯中吊一浸没水中的铁球，细线断后，球到达杯底前，烧杯端整体仍然是处于失重状态，即此端上翘。

学生心里最踏实的方法是：

整体法，以烧松、水、木球为研究对象。

断前：N=m总g

断后：m总g一N后＝m1a1十m2a2十……

故 N后＜m总g

该端上翘。

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顺便介绍一个有关托盘天平的问题

说到天平，学过物理的人一般都会知道：原理是杠杆平衡条件。因为老师是这样教的，学生都这样记的，我教了近40年中学物理，没有遇到一个学生主动提出这样一个问题：把天平当成杠杆处理，在天平平衡后，把天平臂在竖直平面内缓缓转到任意位置，都应该满足动力X动力臂＝阻力X阻力臂，即天平能在任意位置平衡，实际并不是，为什么？另外测量时为什么不计较被测物体、砝码在盘中的位置，理应这个位置对力臂有影响啊？

是我教的学生差吗？江苏省仪征中学可是江苏省首批要办好的100所重点高中之一，学生不差。是当前中学的教育目标出现偏差导致。

要回答上述问题，首先要了解两点：

①在任何学习阶段，理论与实际问题存在距离，想要用学到的理论解决实际问题，常常要对实际问题进行简化；

②托盘天平中有一个叫“罗佛威尔”结构，导致天平平衡时，天平臂要回到水平位置；不平衡时，天平臂也不可能一直转下去。同时也使得被测物体、砝码放在盘中位置与天平是否平衡无关。