内容正文:
数 学
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第五章 一元一次方程
数学活动 木杆挂重物问题
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如图1,小亮用一根两端贴有完全相
同的薄防滑片的轻质直杆和6个质量
相等的小金属块做实验(防滑片的
作用是防止悬挂物从直杆两端滑落,直杆和防滑片的质量忽略不计).已
知直杆的长为,以的中点 为支点,在此处拴绳,将直杆吊
起.在支点两侧各悬挂一定数量的小金属块,分别在线段, 上调
整悬挂的位置,使得直杆保持水平平衡,分别记录此时两侧悬挂处 ,
与支点的距离,以及两处所挂的小金属块的数量.改变小金属块的数量,
重复以上操作.小亮在实验过程中记录的数据如下:
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记录次数 支点左侧
所挂金属
块的数量 左侧悬挂处 与
支点的距离/ 支点右侧所挂
金属块的数量 右侧悬挂处 与
支点的距离/
第一次 1 30 1 30
第二次 1 30 3 10
第三次 2 10 1 20
第四次 2 18 4 9
第五次 3 10 2 15
第六次 4 2 12
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根据以上实验过程和记录,解决下列问题:
(1) 的值为___.
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(2)小亮依据上述实验中发现的规律,利用实验中的直杆 和小金属块
制作了一把简易杆秤(如图2),在距离端的 处装了一个用来悬挂
被称物体的小挂钩(挂钩的质量忽略不计),将支点设在距离 端
处,用两个小金属块作为秤砣(每个小金属块的质量均为 ).
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①用该杆秤称某物体,秤砣移至支点右侧 处时,直杆保持水平
平衡,则该物体的质量为多少千克?
解:设该物体的质量为 .
由题意,得,解得 .
答:该物体的质量为 .
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②该杆秤可以称质量为 的物体吗?若可以,求此时秤砣悬挂处与
支点的距离;若不可以,在仍使用直杆 且不改变挂钩位置的条件下,
请设计一种改造该杆秤的方案,使其能称出的最大质量为 ,并说
明理由.
(温馨提醒:自制杆秤不能在市场交易中使用,否则违反国家对计量仪
器的管理法规)
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解:设秤砣悬挂处与支点的距离为 .
由题意,得 ,解
得 .
因为,,所以该杆秤不可以称质量为
的物体.
设将支点设在距离端 处.
由题意,得,解得 .
故在仍使用直杆且不改变挂钩位置的条件下,将支点设在距离 端
处,其能称出的最大质量为 .
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