Question

如圖所示，彈簧測力計的量程是0～5N，木塊重力大約7N，輕質滑輪重為1N、鐵架臺、刻度尺、足夠大的量杯、足量的水和細棉線（自重不計），圖中每種器材各有一件． 請你利用圖中的一些器材，設計一個測量木塊重力的實驗方案：

（1）寫出選用器材的名稱：________
（2）請簡要地寫出實驗方案：________
（3）需要測量的物理量及符號：________
（4）木塊重力的表達式：________．

Answer 1

解：采用動滑輪省力的原理完成此實驗；拉力F=（G_木+G_輪）=（G_木+1N）；故G_木=2F-1N．
（1）選用器材的名稱：彈簧測力計、輕質滑輪、鐵架臺、細棉線、木塊；
（2）實驗方案：
①將木塊掛在動滑輪掛鉤上，細棉線一端固定在鐵架臺上，另一端固定在彈簧測力計上；即在鐵架臺上用細線和滑輪組成一個動滑輪；
②保持彈簧測力計在豎直方向靜止；
③讀出彈簧測力計的示數為F；
④計算木塊重力為G_木=2F-1N；
（3）需要測量的物理量：彈簧測力計的示數F
（4）G_木=2F-1N．
故答案為：（1）彈簧測力計、輕質滑輪、鐵架臺、細棉線、木塊；
（2）①將木塊掛在動滑輪掛鉤上，細棉線一端固定在鐵架臺上，另一端固定在彈簧測力計上；即在鐵架臺上用細線和滑輪組成一個動滑輪；
②保持彈簧測力計在豎直方向靜止；
③讀出彈簧測力計的示數為F；
④計算木塊重力為G_木=2F-1N；
（3）彈簧測力計的示數F
（4）G_木=2F-1N．
分析：由題知，木塊的重超出了彈簧測力計的測量范圍，不能用彈簧測力計直接測量木塊的重，必須借助省力機械（動滑輪）完成；因為使用動滑輪可省一半的力，再根據測力計的示數與木塊重力以及動滑輪重力的關系，表達出木塊的重力．
點評：本題考查了動滑輪、彈簧測力計的使用，審好題，看出“木塊的重超出了彈簧測力計的測量范圍”是本題的關鍵；當然還可以根據浮力的知識求木塊的重力．