在學習物理過程中,要測多項物理量(如長度、質(zhì)量、時間、溫度等)。測某物理量,需要一定的儀器(工具)。如天平是實驗室測質(zhì)量的常用器具(圖1,圖2),但是天平還可用來測其他一些物理量嗎?答案是“能”。請看例子:
1 求同樣物體的總數(shù)
有一堆相同的大頭針約1000個,如果一個一個地數(shù)則費時又難數(shù)準,如果巧用天平來稱則較易求出它的總數(shù)。其方法是:先數(shù)出幾十個(如50個)大頭針(要數(shù)準),并用天平稱出這50個大頭針的總質(zhì)量m(要稱準);然后用天平稱出這一堆大頭針的總質(zhì)量m(要稱準),則這一堆大頭針的個數(shù)n=m總÷(m/50),即n=50m/m。
2 測內(nèi)空物體的容積V
同學們做作業(yè)時一般需要用鋼筆和墨水,你能不能稱出墨水瓶的內(nèi)容積?請看下面方法:
找一空墨水瓶(可用已用完墨水的空瓶子,最好洗干凈里面的廢物,并晾干),并用天平稱出該墨水瓶的質(zhì)量m;然后在墨水瓶中裝滿水,并用天平稱出此時墨水瓶和瓶中水的總質(zhì)量m(不要讓水淌出),則瓶中水的質(zhì)量就是m-m,從而瓶中水的體積,即墨水瓶的容積V=(m-m)/ρ(ρ是水的密度)。
3 測容器壁的厚度d
同學們可能喝過易拉罐飲料,有種易拉罐是用鋁做的。你能不能用天平稱出易拉罐鋁皮厚度?當然必要時還可使用刻度尺等。
你可用剪刀剪出一塊方形易拉罐鋁皮,然后用刻度尺量出鋁皮的長度a和寬度b,再用天平稱出這塊鋁皮的質(zhì)量m,并從密度表中查得鋁的密度,則鋁皮的體積V=m/,厚度d=V/(ab),從而得鋁皮的厚度為
4 測異形物體的面積S
形狀規(guī)則的物體的面積可用刻度尺測出,形狀不規(guī)則的異形物體的面積怎樣測?下面介紹用天平及刻度尺等測地圖等薄板類物體的面積的方法。
先用刻度尺量出整張地圖的長度a和寬度b(地圖一般是方形的),則整張地圖的面積S=ab;再用天平稱出整張地圖的質(zhì)量m,則單位面積地圖質(zhì)量為m/(ab);又用小剪刀(或刻刀)從整張地圖上剪下(或刻下)某?。ɑ蚰硣┱^(qū)圖并用天平稱出其質(zhì)量為m;由于地圖紙張是均勻的,單位面積地圖的質(zhì)量為常量,若設某?。ɑ蚰硤D)政區(qū)圖的面積為S,則m/S=m/(ab),從而得某?。ɑ蚰硣┬姓^(qū)圖的面積S=abm/m0,如果知道地圖的比例尺為1:K,則還可求得該?。ɑ蛟搰┬姓^(qū)的實際面積為KS=Kabm/m0。
相關說明:物理測量可分直接測量和間接測量兩大類。直接測量只需一種測量工具且不需用公式計算,而間接測量需要多種測量器具并使用有關公式。用天平測質(zhì)量屬直接測量,而用天平測其他物理量則屬間接測量。許多物理量的測量都是間接測量。