杆秤上的杠杆原理

杆秤上的杠杆原理

学了杠杆原理，大家都知道杠杆在动力和阻力的共同作用下，当动力×动力臂=阻力×阻力臂时杠杆处于平衡状态。在我们的实际生活中，有很多地方都是运用了杠杆平衡的原理，比如生活中的垃圾桶、指甲剪等等，从古至今，人们运用杠杆原理的实例比比皆是。 在我们的日常生活中，我们的称量工具中有一种是杆秤，虽然现在生活中好多地方都是用到了电子称，但是在农村一些地方还是用到杆秤，而且许多小商贩在杆秤上做文章来愚弄人们，到底杆秤上有什么文章呢，今天我们这里就详细的分析一下杆秤上的知识 首先我们来认识一下杆秤（如图所示）杆秤是由秤钩(秤盘），秤杆，秤砣，

提绳（A 、B ），还有定盘星、秤杆上有刻度

回想我们在做杠杆平衡的实验时，为了便于在杠杆上读出

力臂，为了避免杠杆自身的重量对实验的影响，我们要将

杠杆调节在水平位置平衡，这里秤杆，秤钩有没有重量

呢？

答案是有的。那如果不排除这些因素的话，不是就不符合平衡条件了吗？我们怎么样测量物体的质量呢？

就在这种情况下，“定盘星”出现了，人们选择了杠杆上的某一个点作为零点，在这个位置上，如果将秤砣挂上去，不在秤钩上挂重物杆秤正好平衡（如图）

图中1F 表示秤钩（秤盘）的重力，2F 表示秤砣的重力，3F 表

示秤杆的自身重力，对应的力臂分别为1L ，2L ，3L ，根据杠杆平衡条件332211L F L F L F +=

当挂上一个重力为G 的重物后，调整秤砣在秤杆上的位置，秤杆再次平衡（如图所示） 根据平衡条件

L F L F L G F 23311+=+）（ 其中332211L F L F L F +=，如果用0L 表示秤砣拉线位置到定

盘星的距离，可以得到20L L L -= 12202)(GL L L F L F =-=，G F L F GL L 2

1210== 在更换重物G 的时候，拉绳到挂钩拉线处的距离1L 不变，秤砣的重力02G F =不变（0G 表示秤砣的重力），因此0L 与G 成正比，是一个线性关系，随着G 的增大，0L 也变大，且是均匀变化，这就是为什么杆秤上的距离是均匀的。

既然是距离，那为什么我们平时直接就是读出某个物体的质量是多少斤呢？我们仔细研究0L 和G 的关系，两个量是一一对应的，我们可以定义定盘星处的重力是0，0L 处对应的

•1F 2F 3F G

L 3F 1F 2

F •1L

就是G ，比如lcm 处物体的重力是10N ，质量为1kg 那么2cm 处就对应20N ，质量为2kg 这样我们就可以直接在杆秤上读出物体的质量

杆秤上的A 、B 绳又有什么不同呢？我们观察会发现A 、B 绳的位置其实就是杠杆的支点，A 绳位置靠前，B 靠后，改变的是1L ，根据G F L F GL L 2

1210==，A 靠前，则1L 小，2F 不变，0L 相同时，G 变大，因此我们可以的到靠前的的是大量程的，靠后的是小量程的，而且为了不至于混淆，两个拉绳在杆秤的上下两侧，这样就相当于两个杆秤了。

在实际生活中，那些小商贩又是怎么样弄虚作假呢，在杆秤上做了什么文章呢？我们想一想，在杆秤上改变什么就能让奸商得逞呢？

一般情况下，人们不会去检查定盘星是否准确，奸商就在这里作怪：有的小商贩自己换了重量较小的秤砣，即2F 变小，在0L 处，实际挂钩上重物的重力21

0F L L G =就变小；有的小商贩在挂钩掉线处做文章，在前面套一个小铁圈，前面如果套一个小圈，根据平衡条件21

00F L L G G =+，其中0G 为小铁圈的重量，这样致使测出的G 变小，小商贩从中获利。 这就告诉我们在使用杆秤时，一定要先检查定盘星是否准确，确保杆秤上的秤砣没有问题后，在进行称量。

我们再想一想，如果秤砣磨损了，称量出的东西是多了还是少了呢？答案大家应该很清楚了，杆秤是一个杠杆，杠杆右端的力2F 变小，对应的G 也要变小，因此称量出的东西重量比秤杆上的读数小。