高中物理验证天平灵敏度的公式课外实验二

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高中物理验证天平灵敏度的公式课外实验二
（x和L不变而W可变）
       仪器

　　实验需要特制五、六把米尺（或尺寸相同的长木条）。在其中两把尺上都牢固地装上了一个金属支承（图6／2中的DE），在DE下部正对着50cm刻线处切一个V形槽，同时在尺上切去一个小三角形块，以便在F点由刀口支承木尺，而V形槽防止了尺从水平位置偏转时发生滑动。在尺的两头距末端5cm处的上部各切开一个浅浅的V形槽，以挂稳天平盘的支架，使得在尺偏转时它们不会从尺上滑下。上面这样做保证了三个刀口基本上在一条直线上。 
      实验原理
   　天平的一部分画在图6／1上，A和B是支承天平盘的刀口，C是支承横梁的刀口，W1和W2是被称的物体。如果天平横梁由于两边负载不等重而偏转θ角，其灵敏度用tgθ与之比来衡量。         一台设计很好的天平，A、B和C三点应在一条直线上，做到了这点，天平的灵敏度就与天平盘受的重力无关，这时它的灵敏度为
        
       式中W是横梁重，x处横梁的重心到刀口C的距离，L＝AB／2。

　　由于上式右边有三个变量，实验可划分成三部分，每一部分有两个量保持不变，只让第三个量变化。
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　　实验步骤

　　其方法与第Ⅰ部分类似，但天平盘到中心的距离固定为41cm。用改变组成横梁的米尺的把数来改变W，仍用第Ⅰ部分实验中用的米尺，把带有蝶形螺母的两根黄铜螺杆分别安装在它的10cm和90cm处的小孔内，再用缠绕细漆包线的办法使尺水平。把天平盘放在9cm和91cm处，必要时用一适当的砝码使横梁水平。分别把20g和22g质量放进盘中，观测偏转角数据，称出尺（连同螺杆）的质量。

　　下一步将另一把装有金属支承的尺用螺栓固定在第一次使用的尺上，使两把米尺并排固定，然后重复上述步骤，包括称出尺的质量。

　　接着再取一把尺插入那两把尺之间重复上述操作。按照这样的步骤用增加尺的方法改变横梁的质量，直到所有的尺都用上为止。

        数据记录与处理

   　将实验结果制成表，作出tgθ－W的图象，叙述实验结果，作出有助于分析问题的一个或几个辅助图象，共叙述结论。

　　其余的三、四把尺仅需在尺的中央切去小三角形块，因为制作天平时它们将与另外两把尺固定在一起。每把尺都在10cm和90cm处的中心线上钻一直径约1mm的孔。钻孔时用夹子把木尺夹在一起，一次钻孔即可完成。

　　一个长约40mm的好刀口，两只等重的天平盘，还要两把长80mm的配有蝶形螺母的黄铜螺杆。

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